In deep learning, different kinds of deep networks typically need different optimizers, which have to be chosen after multiple trials, making the training process inefficient. To relieve this issue and consistently improve the model training speed across deep networks, we propose the ADAptive Nesterov momentum algorithm, Adan for short. Adan first reformulates the vanilla Nesterov acceleration to develop a new Nesterov momentum estimation (NME) method, which avoids the extra overhead of computing gradient at the extrapolation point. Then Adan adopts NME to estimate the gradient's first- and second-order moments in adaptive gradient algorithms for convergence acceleration. Besides, we prove that Adan finds an $\epsilon$-approximate first-order stationary point within $O(\epsilon^{-3.5})$ stochastic gradient complexity on the non-convex stochastic problems (e.g., deep learning problems), matching the best-known lower bound. Extensive experimental results show that Adan consistently surpasses the corresponding SoTA optimizers on vision, language, and RL tasks and sets new SoTAs for many popular networks and frameworks, e.g., ResNet, ConvNext, ViT, Swin, MAE, DETR, GPT-2, Transformer-XL, and BERT. More surprisingly, Adan can use half of the training cost (epochs) of SoTA optimizers to achieve higher or comparable performance on ViT, GPT-2, MAE, e.t.c., and also shows great tolerance to a large range of minibatch size, e.g., from 1k to 32k. Code is released at https://github.com/sail-sg/Adan, and has been used in multiple popular deep learning frameworks or projects.


翻译:在深层学习中,不同种类的深层网络通常需要不同的优化器,这些优化器必须在多次试验后选择,使培训过程效率低下。为了缓解这一问题,并不断提高深层网络的示范培训速度,我们建议采用Adaptiive Nesterov 动力算法,Adan 简称为Adaptiive Nesterov 动力算法。Adan 首次重新配置香草 Nesterov 加速法,以开发一个新的 Nesterov 动力估测法(NME),这种方法避免在外推点计算梯度的额外间接费用。然后,Adan 采用NME 来估算梯度在适应性梯度变异算算法中的第一和第二阶段时间,以加快趋同速度。 此外,我们证明,Adan 在 $O(\\ eepsilonQ-3.5} (Adadal- popetro) 中找到一个美元- postchange-lections, AS ASTA、 AS-deloveal G.</s>

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