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Enregistrement W4210647952 · doi:10.1145/3506695

An Empirical Study of the Impact of Hyperparameter Tuning and Model Optimization on the Performance Properties of Deep Neural Networks

2022· article· en· W4210647952 sur OpenAlexaff
Lizhi Liao, Heng Li, Weiyi Shang, Lei Ma

Notice bibliographique

RevueACM Transactions on Software Engineering and Methodology · 2022
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueAdvanced Neural Network Applications
Établissements canadiensPolytechnique MontréalUniversity of AlbertaConcordia University
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésHyperparameterComputer scienceArtificial intelligenceArtificial neural networkMachine learningInferenceHyperparameter optimizationPruningDeep learningSupport vector machine

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Deep neural network (DNN) models typically have many hyperparameters that can be configured to achieve optimal performance on a particular dataset. Practitioners usually tune the hyperparameters of their DNN models by training a number of trial models with different configurations of the hyperparameters, to find the optimal hyperparameter configuration that maximizes the training accuracy or minimizes the training loss. As such hyperparameter tuning usually focuses on the model accuracy or the loss function, it is not clear and remains under-explored how the process impacts other performance properties of DNN models, such as inference latency and model size. On the other hand, standard DNN models are often large in size and computing-intensive, prohibiting them from being directly deployed in resource-bounded environments such as mobile devices and Internet of Things (IoT) devices. To tackle this problem, various model optimization techniques (e.g., pruning or quantization) are proposed to make DNN models smaller and less computing-intensive so that they are better suited for resource-bounded environments. However, it is neither clear how the model optimization techniques impact other performance properties of DNN models such as inference latency and battery consumption, nor how the model optimization techniques impact the effect of hyperparameter tuning (i.e., the compounding effect). Therefore, in this paper, we perform a comprehensive study on four representative and widely-adopted DNN models, i.e., CNN image classification , Resnet-50 , CNN text classification , and LSTM sentiment classification , to investigate how different DNN model hyperparameters affect the standard DNN models, as well as how the hyperparameter tuning combined with model optimization affect the optimized DNN models, in terms of various performance properties (e.g., inference latency or battery consumption). Our empirical results indicate that tuning specific hyperparameters has heterogeneous impact on the performance of DNN models across different models and different performance properties. In particular, although the top tuned DNN models usually have very similar accuracy, they may have significantly different performance in terms of other aspects (e.g., inference latency). We also observe that model optimization has a confounding effect on the impact of hyperparameters on DNN model performance. For example, two sets of hyperparameters may result in standard models with similar performance but their performance may become significantly different after they are optimized and deployed on the mobile device. Our findings highlight that practitioners can benefit from paying attention to a variety of performance properties and the confounding effect of model optimization when tuning and optimizing their DNN models.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,016
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,098
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,016
Score d'incertitude au seuil0,085

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0160,098
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0020,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0020,002
Études des sciences et des technologies0,0010,002
Communication savante0,0020,005
Science ouverte0,0020,002
Intégrité de la recherche0,0020,004
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,092
Tête enseignante GPT0,321
Écart entre enseignants0,229 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations198
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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