Metodi del Secondo Ordine

Come i modelli imparano davvero, dalla discesa del gradiente vanilla ad Adam

I metodi del primo ordine usano i gradienti. I metodi del secondo ordine usano anche la curvatura, di solito tramite la Hessiana. La curvatura dice all'ottimizzatore come cambia il gradiente stesso mentre i parametri si muovono.

Il metodo di Newton usa quella curvatura per scegliere un passo che può saltare direttamente al minimo di una quadratica. Il prezzo da pagare è che le Hessiane sono enormi nelle reti neurali moderne.

L'operatore di una gru usa una tabella di carico perché la direzione non basta. Il carico piega anche il braccio, e quella flessione cambia quale movimento sia sicuro. L'ottimizzazione del secondo ordine legge la flessione, non solo la trazione, prima di decidere di quanto muoversi. Nella figura interpreti l'operatore: sposta le due curvature e guarda la superficie diventare una ciotola, una cupola, o una sella. Gli autovalori della Hessiana sono esattamente quelle due manopole.

Dove si trova nel MLLe grandi reti neurali si affidano di solito a ottimizzatori del primo ordine perché i gradienti sono economici tramite la backpropagation, mentre le Hessiane complete non lo sono. Le idee del secondo ordine influenzano comunque il precondizionamento, K-FAC, Shampoo, L-BFGS, e la ricerca sugli ottimizzatori.
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