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Enregistrement W4403605673 · doi:10.1088/1742-5468/ad642b

Dynamics of finite width Kernel and prediction fluctuations in mean field neural networks<sup>*</sup>

2024· article· en· W4403605673 sur OpenAlexaff
Blake Bordelon, Cengiz Pehlevan

Notice bibliographique

RevueJournal of Statistical Mechanics Theory and Experiment · 2024
Typearticle
Langueen
DomaineComputer Science
ThématiqueNeural Networks and Applications
Établissements canadiensArtificial Intelligence in Medicine (Canada)
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésStatistical physicsDynamics (music)Artificial neural networkMean field theoryKernel (algebra)PhysicsField (mathematics)MathematicsComputer scienceQuantum mechanicsArtificial intelligenceCombinatoricsPure mathematics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Abstract We analyze the dynamics of finite width effects in wide but finite feature learning neural networks. Starting from a dynamical mean field theory description of infinite width deep neural network kernel and prediction dynamics, we provide a characterization of the <mml:math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" overflow="scroll"> <mml:mrow> <mml:mrow> <mml:mi class="MJX-tex-calligraphic">O</mml:mi> </mml:mrow> <mml:mo stretchy="false">(</mml:mo> <mml:mn>1</mml:mn> <mml:mrow> <mml:mo>/</mml:mo> </mml:mrow> <mml:msqrt> <mml:mtext>width</mml:mtext> </mml:msqrt> <mml:mo stretchy="false">)</mml:mo> </mml:mrow> </mml:math> fluctuations of the dynamical mean field theory order parameters over random initializations of the network weights. Our results, while perturbative in width, unlike prior analyses, are non-perturbative in the strength of feature learning. We find that once the mean field/ µ P parameterization is adopted, the leading finite size effect on the dynamics is to introduce initialization variance in the predictions and feature kernels of the networks. In the lazy limit of network training, all kernels are random but static in time and the prediction variance has a universal form. However, in the rich, feature learning regime, the fluctuations of the kernels and predictions are dynamically coupled with a variance that can be computed self-consistently. In two layer networks, we show how feature learning can dynamically reduce the variance of the final tangent kernel and final network predictions. We also show how initialization variance can slow down online learning in wide but finite networks. In deeper networks, kernel variance can dramatically accumulate through subsequent layers at large feature learning strengths, but feature learning continues to improve the signal-to-noise ratio of the feature kernels. In discrete time, we demonstrate that large learning rate phenomena such as edge of stability effects can be well captured by infinite width dynamics and that initialization variance can decrease dynamically. For convolutional neural networks trained on CIFAR-10, we empirically find significant corrections to both the bias and variance of network dynamics due to finite width.

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 distillée sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,000
Version: codex-gemma-dda1882f352aStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Théorique ou conceptuel · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,971
Score d'incertitude au seuil0,285

Scores Codex et Gemma par catégorie

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0000,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0000,000
Bibliométrie0,0000,000
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,000
Science ouverte0,0000,000
Intégrité de la recherche0,0000,000
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0000,000

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 Opus0,009
Tête enseignante GPT0,263
Écart entre enseignants0,254 · 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 tête enseignante, pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeThéorique ou conceptuel
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

Citations4
Publié2024
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Résumé présentoui

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