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Scaling Laws in Linear Regression: Compute, Parameters, and Data

Created by
  • Haebom

저자

Licong Lin, Jingfeng Wu, Sham M. Kakade, Peter L. Bartlett, Jason D. Lee

개요

본 논문은 대규모 심층 학습 모델에서 관찰되는 신경망 스케일링 법칙(test error가 모델 크기 및 데이터 크기 증가에 따라 다항적으로 개선되는 현상)에 대한 이론적 분석을 제공합니다. 기존의 통념과 달리, 무한 차원 선형 회귀 설정에서 SGD를 이용한 학습 과정을 분석하여 모델 크기 증가에 따라 증가하는 분산 오류(variance error)가 암묵적 정규화(implicit regularization)로 인해 다른 오류에 비해 지배적이지 않음을 보입니다. 특히, 데이터 공분산 행렬이 a>1인 거듭제곱 법칙 스펙트럼을 가질 때, test error의 감소 가능 부분이 Θ(M^-(a-1) + N^-(a-1)/a)임을 증명하고, 이를 통해 경험적 신경망 스케일링 법칙과 이론적 결과의 일치성을 보여줍니다.

시사점, 한계점

시사점:
신경망 스케일링 법칙에 대한 이론적 근거를 제공합니다.
SGD의 암묵적 정규화가 모델 크기 증가에 따른 분산 오류 증가를 억제하는 역할을 밝힙니다.
모델 크기와 데이터 크기가 성능 향상에 미치는 영향에 대한 수학적 분석을 제시합니다.
한계점:
무한 차원 선형 회귀 설정에 대한 분석으로, 실제 심층 신경망의 복잡성을 완전히 반영하지 못할 수 있습니다.
데이터 공분산 행렬의 거듭제곱 법칙 스펙트럼 가정이 모든 데이터셋에 적용될 수는 없습니다.
일반적인 SGD 외 다른 최적화 알고리즘에 대한 분석은 포함되어 있지 않습니다.
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