Российские учёные ускорили обучение нейросетей в распределённых системах

Российские исследователи из Центра практического искусственного интеллекта Сбербанка и МФТИ предложили метод, который помогает снизить нагрузку на вычислительные ресурсы и ускорить обучение нейросетей в распределённых системах. Работа «Ускоренные методы со сжатыми коммуникациями для гомогенных задач распределённой оптимизации» будет представлена на международной конференции AAAI’25.

Сейчас крупные нейросети содержат миллиарды параметров, и для их обучения часто используют распределённые системы: данные разделяют между тысячами машин.

Однако в таких условиях значительная часть времени уходит на обмен информацией между устройствами, и при неэффективной передаче данных обучение может идти медленнее, чем в централизованном варианте.

Предложенный метод уменьшает количество обменов данными между устройствами, используя гомогенность локальных выборок и сжатие передаваемой информации. Это позволяет синхронизироваться реже и пересылать меньше данных без потери качества модели. Такой подход особенно полезен, если пропускная способность сети ограничена, а задержки мешают быстрому обучению.

По словам Глеба Гусева, директора Центра практического искусственного интеллекта Сбербанка, ключевая задача разработки — снизить коммуникационные издержки. Использование похожести данных и методов сжатия даёт возможность ускорить обучение и уменьшить энергозатраты.

Александр Безносиков, доцент МФТИ, отметил, что в алгоритме объединили ускорение, сжатие и учёт схожести данных. Это позволило добиться рекордно низкой коммуникационной сложности и при правильных настройках значительно сократить время обучения без потери точности — что важно для внедрения ИИ в системах с ограниченными ресурсами, включая сети с edge-устройствами.