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带压缩的去中心化优化双时间尺度原始-对偶算法

最优化与控制 2025-01-13 v1

摘要

本文提出了一种双时间尺度压缩原始-对偶(TiCoPD)算法,用于去中心化优化,相较于先前的原始-对偶去中心化优化工作具有更高的通信效率。该算法建立在原始-对偶优化框架之上,并利用了极大化-极小化过程。后者自然地促使智能体在迭代过程中共享一个压缩差分项。此外,TiCoPD 算法结合了用于非线性压缩项上智能体共识的快时间尺度镜像序列,以及用于优化目标函数的慢时间尺度原始-对偶递归。我们证明了 TiCoPD 算法在常数步长下收敛。它还能在 TT 次迭代后找到一个 O(1/T)O(1/T) 的稳定解。在神经网络去中心化训练上的数值实验验证了 TiCoPD 算法的有效性。

关键词

引用

@article{arxiv.2501.05701,
  title  = {A Two-timescale Primal-dual Algorithm for Decentralized Optimization with Compression},
  author = {Haoming Liu and Chung-Yiu Yau and Hoi-To Wai},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2501.05701},
  year   = {2025}
}

备注

5 pages, 8 figures