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Batch Acquisition Function Evaluations and Decouple Optimizer Updates for Faster Bayesian Optimization

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저자

Kaichi Irie, Shuhei Watanabe, Masaki Onishi

개요

베이지안 최적화(BO)는 획득 함수를 최대화하여 효율적으로 고성능 파라미터를 찾습니다. 획득 함수 최적화에서 발생하는 주요 계산 병목 현상을 해결하기 위해, 준 뉴턴(QN) 방법을 사용한 Multi-start optimization(MSO)을 제안합니다. BoTorch는 여러 지점에서 합산된 획득 함수를 최적화하여 MSO를 가속화하지만, 이 방식은 QN 방법의 역 헤시안에서 비대각선 근사 오류로 인해 수렴 속도가 느려집니다. 본 논문에서는 코루틴을 사용하여 QN 업데이트를 분리하고, 획득 함수 호출을 배치하는 방식을 제안합니다. 이 방식은 순차적 MSO와 이론적으로 동일한 수렴을 보이며, 기존 방식보다 월클럭 시간을 대폭 줄입니다. Optuna의 GPSampler에서 사용할 수 있으며, 계산 오버헤드를 효과적으로 줄입니다.

시사점, 한계점

시사점:
획득 함수 최적화를 위한 효율적인 MSO 방법 제안
QN 업데이트 분리 및 획득 함수 호출 배치를 통한 계산 시간 단축
기존 BoTorch 방식의 단점 개선
Optuna의 GPSampler에서 적용 가능
한계점:
구체적인 실험 결과 및 성능 비교에 대한 상세 정보 부족 (논문 초록 수준의 정보만 제공됨)
제안된 방식의 일반화 가능성 및 다른 BO 라이브러리 적용에 대한 정보 부족
역 헤시안 근사 오차에 대한 자세한 분석 부재
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