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Product-Stability:边缘稳定性处的梯度下降可证明收敛

机器学习 2026-04-14 v2

摘要

经验上,现代深度学习训练常在边缘稳定性(EoS)处进行,即损失锋利度超过经典收敛分析适用的阈值。尽管近期进展,但现有EoS的理论解释要么依赖限制性假设,要么聚焦于特定的平方损失型目标。本文我们提出并研究一种称为product-stability的损失函数结构属性。我们证明,对具有product-stability最小值的最优损失函数,应用于形如(x,y)l(xy)(x,y) \mapsto l(xy)的目标函数的梯度下降,即使在EoS regime下训练也能证明地收敛到局部最小值。该框架大幅推广了先前结果,适用于广泛的损失函数类别,包括二元交叉熵。我们利用分支图描述训练动力学,解释稳定振荡的出现,并精确量化收敛时的锋利度。综合而言,我们的结果为更广泛损失函数的稳定EoS训练提供了原则性解释。

关键词

引用

@article{arxiv.2604.02653,
  title  = {Product-Stability: Provable Convergence for Gradient Descent on the Edge of Stability},
  author = {Eric Gan},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2604.02653},
  year   = {2026}
}

备注

Updated arguments in the appendix, results unchanged