FL-NAS: Towards Fairness of NAS for Resource Constrained Devices via Large Language Models

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FL-NAS是一种新的基于大型语言模型的NAS框架,它在优化模型准确性、公平性和硬件效率方面取得了显著效果。该框架首次在神经网络设计中同时考虑这些指标,实验结果显示其在多种设计考量下优于现有方法。

本文是LLM系列文章,针对《FL-NAS: Towards Fairness of NAS for Resource Constrained Devices via Large Language Models》的翻译。

FL-NAS:通过大型语言模型实现资源受限设备NAS的公平性

摘要

神经架构搜索(NAS)已成为行业中自动化各种应用程序的深度神经网络设计的有效工具,尤其是那些由计算资源有限的移动和边缘设备驱动的应用程序。新兴的大型语言模型(LLM)由于其强大的能力,最近也被纳入了NAS,并显示出一些有希望的结果。本文通过同时考虑三个重要的设计指标,即模型准确性、公平性和硬件部署效率,在这个方向上进行了进一步的探索。在本文中,我们提出了一种新的基于LLM的NAS框架FL-NAS,并通过实验表明,FL-NAS确实可以找到高性能的DNN,在几乎所有的设计考虑中都以数量级的优势击败了最先进的DNN模型。

1 引言

2 背景和动机

3 FL-NAS设计细节

4 实验结果

5 结论

本文提出了一种新的基于LLM的NAS框架FL-NAS,该框架在设计新的DNN模型时可以灵活地考虑各种设计指标。我们首次证明,FL-NAS可以执行高效的NAS搜索,同时优化准确性、公平性和硬件效率。我们的实验结果进一步说明了在类似的设计环境下,与传统的人工设计DNN和其他NAS方法相比,所提出的框架的有效性。我们的初步探索令人信服地表明,基于LLM的NAS方法值得进行更深入

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### DeepSeekMoE 实现极致专家专业化 在 Mixture-of-Experts (MoE) 语言模型中,DeepSeekMoE 致力于实现专家的极致专业化。为了达到这一目标,该研究引入了一种新颖的方法来处理专家之间的知识共享和隔离问题。 #### 共享专家隔离机制 分配给不同专家的 token 可能需要一些共同的知识,这可能导致多个专家在其参数中收敛于相同的共享知识,进而造成专家参数的冗余[^2]。为了避免这种冗余并提高参数效率,DeepSeekMoE 设计了一个特殊的共享专家子集。这些共享专家始终处于激活状态,负责捕捉和整合跨上下文的通用知识。因此,其他路由专家可以专注于更特定的任务,减少了重复学习的可能性,提升了整体模型性能和资源利用效率。 #### 极致专家专业化策略 除了上述提到的共享专家外,DeepSeekMoE 还采用了多种技术手段促进各领域内专家的专业化程度: - **动态调整门控网络**:通过优化门控函数的设计,使得每个输入样本能够被最合适的少数几个专家处理,而不是平均分布到所有可用专家上; - **自适应训练方案**:根据不同阶段的学习需求灵活改变损失权重以及正则项强度等因素; - **多任务联合训练框架**:鼓励各个专精方向上的专家不仅要在单一目标任务上有出色表现,在辅助任务方面也需具备一定能力,以此增强泛化性和鲁棒性。 ```python def dynamic_gating_network(input_tensor, expert_weights): """ 动态调整门控网络示例 参数: input_tensor: 输入张量 expert_weights: 各位专家对应的权值向量 返回: selected_experts_indices: 被选中的几位专家索引列表 """ scores = tf.matmul(input_tensor, expert_weights) top_k_values, top_k_indices = tf.nn.top_k(scores, k=3) return top_k_indices.numpy().tolist() ```
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