Exploring Temporal Similarity for Joint Computation and Communication in Online Distributed Optimization
Notice bibliographique
Résumé
We consider online distributed optimization in a networked system, where multiple devices assisted by a server collaboratively minimize the accumulation of a sequence of global loss functions that can vary over time. To reduce the amount of communication, the devices send quantized and compressed local decisions to the server, resulting in noisy global decisions. Therefore, there exists a tradeoff between the optimization performance and the communication overhead. Existing works separately optimize computation and communication. In contrast, we jointly consider computation and communication over time, by proactively encouraging temporal similarity in the decision sequence to control the communication overhead. We propose an efficient algorithm, termed Online Distributed Optimization with Temporal Similarity (ODOTS), where the local decisions are both computation- and communication-aware. Furthermore, ODOTS uses a novel tunable virtual queue, which removes the commonly assumed Slater’s condition through a modified Lyapunov drift analysis. ODOTS delivers provable performance bounds on both the optimization objective and constraint violation. Furthermore, we consider a variant of ODOTS with multi-step local gradient descent updates, termed ODOTS-MLU, and show that it provides improved performance bounds. As an example application, we apply both ODOTS and ODOTS-MLU to enable communication-efficient federated learning. Our experimental results based on canonical image classification demonstrate that ODOTS and ODOTS-MLU obtain higher classification accuracy and lower communication overhead compared with the current best alternatives for both convex and non-convex loss functions.
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 enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,002 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,001 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,002 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,002 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».