Stochastic Gradient Descent (SGD) based training of neural networks with a large learning rate or a small batch-size typically ends in well-generalizing, flat regions of the weight space, as indicated by small eigenvalues of the Hessian of the training loss. However, the curvature along the SGD trajectory is poorly understood. An empirical investigation shows that initially SGD visits increasingly sharp regions, reaching a maximum sharpness determined by both the learning rate and the batch-size of SGD. When studying the SGD dynamics in relation to the sharpest directions in this initial phase, we find that the SGD step is large compared to the curvature and commonly fails to minimize the loss along the sharpest directions. Furthermore, using a reduced learning rate along these directions can improve training speed while leading to both sharper and better generalizing solutions compared to vanilla SGD. In summary, our analysis of the dynamics of SGD in the subspace of the sharpest directions shows that they influence the regions that SGD steers to (where larger learning rate or smaller batch size result in wider regions visited), the overall training speed, and the generalization ability of the final model.


翻译:实验性调查显示,最初,SGD访问的地区越来越尖锐,达到由SGD学习率和批量规模决定的最大敏锐度。在研究SGD动态时,我们发现,SGD步骤与这一初始阶段最敏锐的方向相比,与曲线相比大,通常无法在最锋利的方向上最大限度地减少损失。此外,利用这些方向上降低的学习率可以提高培训速度,同时与Vanilla SGD相比,使解决方案更加清晰和更加普遍。概括地说,我们对SGD在最锋利方向子空间的动态进行的分析表明,它们影响到SGD引导的区域(在所考察的区域学习率较大或分批量较小)、总体培训速度以及最终模型的总体能力。

0
下载
关闭预览

相关内容

Fariz Darari简明《博弈论Game Theory》介绍,35页ppt
专知会员服务
106+阅读 · 2020年5月15日
【CVPR 2020-商汤】8比特数值也能训练卷积神经网络模型
专知会员服务
25+阅读 · 2020年5月7日
因果图,Causal Graphs,52页ppt
专知会员服务
238+阅读 · 2020年4月19日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
143+阅读 · 2019年10月12日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
15+阅读 · 2018年12月24日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【推荐】卷积神经网络类间不平衡问题系统研究
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月18日
【推荐】Python机器学习生态圈(Scikit-Learn相关项目)
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年8月23日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Arxiv
4+阅读 · 2020年3月27日
Learning to Importance Sample in Primary Sample Space
Arxiv
5+阅读 · 2017年12月14日
VIP会员
相关VIP内容
相关资讯
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
25+阅读 · 2019年5月18日
Call for Participation: Shared Tasks in NLPCC 2019
中国计算机学会
5+阅读 · 2019年3月22日
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
15+阅读 · 2018年12月24日
视频超分辨 Detail-revealing Deep Video Super-resolution 论文笔记
统计学习与视觉计算组
17+阅读 · 2018年3月16日
分布式TensorFlow入门指南
机器学习研究会
4+阅读 · 2017年11月28日
【推荐】卷积神经网络类间不平衡问题系统研究
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年10月18日
【推荐】Python机器学习生态圈(Scikit-Learn相关项目)
机器学习研究会
6+阅读 · 2017年8月23日
Auto-Encoding GAN
CreateAMind
7+阅读 · 2017年8月4日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员