Gradient Clipping(梯度裁剪)的范数选择:Global Norm与Local Norm对深层网络的影响

Gradient Clipping:Global Norm vs. Local Norm在深层网络中的影响 大家好,今天我们来深入探讨一下梯度裁剪(Gradient Clipping)技术,以及两种常用的范数选择:Global Norm 和 Local Norm 在深层神经网络训练中的影响。梯度裁剪是解决梯度爆炸问题的一种有效手段,而范数的选择直接关系到裁剪的策略和效果。 1. 梯度爆炸与梯度裁剪的必要性 在深层神经网络的训练过程中,特别是循环神经网络(RNN)和一些深度卷积神经网络(CNN)中,梯度爆炸是一个常见的问题。梯度爆炸指的是在反向传播过程中,梯度值变得非常大,这会导致以下问题: 权重更新过大: 梯度过大意味着权重更新幅度也会很大,这可能导致训练过程不稳定,权重在不同的迭代之间剧烈震荡,甚至发散。 模型性能下降: 权重的剧烈变化会破坏模型已经学习到的信息,导致模型性能下降。 训练中断: 在极端情况下,梯度爆炸可能会导致数值溢出,导致程序崩溃。 梯度裁剪是一种简单而有效的缓解梯度爆炸的方法。它的核心思想是:当梯度超过某个阈值时,将其缩放到阈值范围内。 这样做可以有效地控制梯度的 …

大模型训练中的Grokking现象:验证集损失突然下降背后的相变与权重范数分析

Grokking 现象:一场深度学习的“顿悟” 大家好,今天我们来聊聊深度学习训练中一个比较神秘,但又逐渐被大家重视的现象:Grokking。这个词源于科幻小说《异乡异客》,意指完全理解某件事物。在深度学习语境下,Grokking 指的是模型在训练初期,训练损失下降很快,但验证集损失几乎没有下降,甚至还在波动。然而,经过漫长的训练后,验证集损失会突然大幅下降,模型仿佛“顿悟”了一般,泛化能力瞬间提升。 这个现象最早由 OpenAI 的团队在一篇名为 "Memorization and Generalization in Deep Learning" 的论文中提出。他们发现,在一些简单的任务上,模型会先记住训练数据,然后才学会泛化。这种“先死记硬背,后融会贯通”的过程,引起了广泛关注。 Grokking 现象的直观理解 为了更好地理解 Grokking,我们可以将其与传统的机器学习训练过程进行对比: 传统机器学习: 通常,训练损失和验证集损失会同步下降。模型在训练过程中逐步学习数据的模式,并不断提升泛化能力。 Grokking: 训练损失迅速下降,表明模型在快速学习训 …