RI: SMALL: Fast Prediction and Model Compression for Large-Scale Machine Learning
RI:SMALL:大规模机器学习的快速预测和模型压缩
基本信息
- 批准号:1901527
- 负责人:
- 金额:$ 36.28万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:Standard Grant
- 财政年份:2018
- 资助国家:美国
- 起止时间:2018-08-13 至 2021-07-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
In order to handle large-scale problems, many algorithms have been proposed for improving the training speed of machine learning models. However, in many real world applications the bottleneck is at the prediction phase instead of the training phase due to the time and space complexity of prediction. Unlike the training phase that can run for several hours on multiple machines, the prediction phase usually runs on real-time systems; as a result, each prediction has to be done in a few seconds in order to provide immediate feedback to users. Furthermore, applications that run on mobile devices have even more strict constraints on memory capacity and computational resources. To address these issues, this research develops a new family of machine learning algorithms with faster prediction time and smaller model size. The outcome of this project creates a fundamental shift in the applicability of machine learning models to real-time online systems and on-device applications. Software packages and experimental platforms are made available to the public after being tested on applications. Besides the research objectives, the PI also pursues educational objectives including promoting undergraduate research, involving under-represented minorities in science and engineering, and developing undergraduate and graduate data science curriculums.The goal of this project is to develop novel approaches for reducing prediction time and model size of machine learning algorithms. In particular, the project focuses on machine learning applications with large output space (matrix factorization, extreme multi-class/multi-label classification), and highly nonlinear models (kernel methods and deep neural networks). A series of approximation algorithms are studied, including tree-based algorithms, clustering approaches, and sub-linear time search algorithms. A unified framework is developed for these algorithms and the trade-off between accuracy and prediction time/model size is studied both in theory and in practice. The proposed algorithms are evaluated on a broad range of real world applications, including online web services and on-device applications.
为了处理大规模问题,已经提出了许多算法来提高机器学习模型的训练速度。然而,在许多真实的应用中,由于预测的时间和空间复杂性,瓶颈在预测阶段而不是训练阶段。与可以在多台机器上运行几个小时的训练阶段不同,预测阶段通常在实时系统上运行;因此,每个预测必须在几秒钟内完成,以便为用户提供即时反馈。此外,在移动的设备上运行的应用对存储器容量和计算资源具有甚至更严格的约束。为了解决这些问题,本研究开发了一系列新的机器学习算法,具有更快的预测时间和更小的模型大小。该项目的成果为机器学习模型在实时在线系统和设备上应用的适用性带来了根本性的转变。软件包和实验平台在应用程序上进行测试后向公众提供。除了研究目标之外,PI还追求教育目标,包括促进本科生研究,让科学和工程领域代表性不足的少数民族参与进来,以及开发本科生和研究生数据科学课程。该项目的目标是开发新的方法来减少机器学习算法的预测时间和模型大小。特别是,该项目专注于具有大输出空间(矩阵分解,极端多类/多标签分类)和高度非线性模型(内核方法和深度神经网络)的机器学习应用。研究了一系列的近似算法,包括基于树的算法、聚类方法和次线性时间搜索算法。一个统一的框架,这些算法和准确性和预测时间/模型大小之间的权衡研究在理论和实践中。所提出的算法进行评估广泛的真实的世界的应用程序,包括在线Web服务和设备上的应用程序。
项目成果
期刊论文数量(21)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
A Fast Sampling Algorithm for Maximum Inner Product Search
一种最大内积搜索的快速采样算法
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Ding, Qin;Yu, Hsiang-Fu;Hsieh, Cho-Jui
- 通讯作者:Hsieh, Cho-Jui
Stabilizing Differentiable Architecture Search via Perturbation-based Regularization
- DOI:
- 发表时间:2020-02
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Xiangning Chen;Cho-Jui Hsieh
- 通讯作者:Xiangning Chen;Cho-Jui Hsieh
MetaDistiller: Network Self-Boosting via Meta-Learned Top-Down Distillation
- DOI:10.1007/978-3-030-58568-6_41
- 发表时间:2020-08
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Benlin Liu;Yongming Rao;Jiwen Lu;Jie Zhou;Cho-Jui Hsieh
- 通讯作者:Benlin Liu;Yongming Rao;Jiwen Lu;Jie Zhou;Cho-Jui Hsieh
Learning to Screen for Fast Softmax Inference on Large Vocabulary Neural Networks
学习筛选大词汇量神经网络上的快速 Softmax 推理
- DOI:
- 发表时间:2019
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Chen, Patrick H;Si, Si;Kumar, Sanjiv;Li, Yang;Hsieh, Cho-Jui
- 通讯作者:Hsieh, Cho-Jui
Query-Efficient Hard-label Black-box Attack: An Optimization-based Approach
- DOI:
- 发表时间:2018-07
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:Minhao Cheng;Thong Le;Pin-Yu Chen;Jinfeng Yi;Huan Zhang;Cho-Jui Hsieh
- 通讯作者:Minhao Cheng;Thong Le;Pin-Yu Chen;Jinfeng Yi;Huan Zhang;Cho-Jui Hsieh
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