批量大小缩放

模型究竟是如何学习的——从原始梯度下降到Adam

批量大小,记作 B,会改变梯度估计中的噪声。小批量给出的估计带噪声但代价低;大批量给出的估计更稳定,但每次更新的代价也更高。

批量大小改变时,最佳学习率往往也会跟着改变。较大的批量有时可以配合更大的学习率使用,但通常还需要预热,以及仔细的验证。

出口民调用的是同一个道理。只问五个选民,猜测会带噪声;问五千个选民,估计会更稳定,但要花更多功夫。批量大小就是梯度的“民调样本量”。下面的图演示的正是这种趋稳的效果:点击运行,观察抛硬币的滚动平均值随着 n 增大而逐渐稳定下来。把硬币换成逐个样本的梯度,把 n 换成 B,批量大小这整套故事就讲完了。

在机器学习中的应用大规模训练往往会把批量大小、学习率、预热和梯度累积放在一起统一调节。仅仅改动批量大小,就会改变模型所感受到的整个优化问题。
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