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Chinese translation (#1101)

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本机<LocalMode> 本机<LocalMode>
远程<RemoteMachineMode> 远程<RemoteMachineMode>
OpenPAI<PAIMode> OpenPAI<PaiMode>
Kubeflow<KubeflowMode> Kubeflow<KubeflowMode>
FrameworkController<FrameworkControllerMode> FrameworkController<FrameworkControllerMode>
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...@@ -13,6 +13,6 @@ Tuner 从 Trial 接收指标结果,来评估一组超参或网络结构的性 ...@@ -13,6 +13,6 @@ Tuner 从 Trial 接收指标结果,来评估一组超参或网络结构的性
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内置 Tuner<builtinTuner> 内置 Tuner<BuiltinTuner>
自定义 Tuner<Customize_Tuner> 自定义 Tuner<CustomizeTuner>
自定义 Advisor<Customize_Advisor> 自定义 Advisor<CustomizeAdvisor>
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教程
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安装<Installation>
实现 Trial<Trials>
Tuner<tuners>
Assessor<assessors>
Web 界面<WebUI>
训练平台<training_services>
如何使用 Docker <HowToUseDocker>
高级功能<advanced>
如何调试<HowToDebug>
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# Naive Evolution Tuner
## Naive Evolution(进化算法)
进化算法来自于 [Large-Scale Evolution of Image Classifiers](https://arxiv.org/pdf/1703.01041.pdf)。 它会基于搜索空间随机生成一个种群。 在每一代中,会选择较好的结果,并对其下一代进行一些变异(例如,改动一个超参,增加或减少一层)。 进化算法需要很多次 Trial 才能有效,但它也非常简单,也很容易扩展新功能。
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# Grid Search
## Grid Search(遍历搜索)
Grid Search 会穷举定义在搜索空间文件中的所有超参组合。 注意,搜索空间仅支持 `choice`, `quniform`, `qloguniform``quniform``qloguniform` 中的 **数字 `q` 有不同的含义(与[搜索空间](../../../../../docs/zh_CN/SearchSpaceSpec.md)说明不同)。 这里的意义是在 `low``high` 之间均匀取值的数量。</p>
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# NNI 中使用 Hyperband
## 1. 介绍
[Hyperband](https://arxiv.org/pdf/1603.06560.pdf) 是一种流行的自动机器学习算法。 Hyperband 的基本思想是对配置分组,每组有 `n` 个随机生成的超参配置,每个配置使用 `r` 次资源(如,epoch 数量,批处理数量等)。 当 `n` 个配置完成后,会选择最好的 `n/eta` 个配置,并增加 `r*eta` 次使用的资源。 最后,会选择出的最好配置。
## 2. 实现并行
首先,此样例是基于 MsgDispatcherBase 来实现的自动机器学习算法,而不是基于 Tuner 和Assessor。 这种实现方法下,Hyperband 集成了 Tuner 和 Assessor 两者的功能,因而将它叫做 Advisor。
其次,本实现完全利用了 Hyperband 内部的并行性。 具体来说,下一个分组不会严格的在当前分组结束后再运行,只要有资源,就可以开始运行新的分组。
## 3. 用法
要使用 Hyperband,需要在 Experiment 的 YAML 配置文件进行如下改动。
advisor:
#可选项: Hyperband
builtinAdvisorName: Hyperband
classArgs:
#R: 最大的步骤
R: 100
#eta: 丢弃的 Trial 的比例
eta: 3
#可选项: maximize, minimize
optimize_mode: maximize
注意,一旦使用了 Advisor,就不能在配置文件中添加 Tuner 和 Assessor。 使用 Hyperband 时,Trial 代码收到的超参(如键值对)中,除了用户定义的超参,会多一个 `STEPS`**使用 `STEPS`,Trial 能够控制其运行的时间。</p>
对于 Trial 代码中 `report_intermediate_result(metric)``report_final_result(metric)`**`指标` 应该是数值,或者用一个 dict,并保证其中有键值为 default 的项目,其值也为数值型**。 这是需要进行最大化或者最小化优化的数值,如精度或者损失度。
`R``eta` 是 Hyperband 中可以改动的参数。 `R` 表示可以分配给配置的最大步数(STEPS)。 这里,STEPS 可以代表 epoch 或 批处理数量。 `STEPS` 应该被 Trial 代码用来控制运行的次数。 参考样例 `examples/trials/mnist-hyperband/` ,了解详细信息。
`eta` 表示 `n` 个配置中的 `n/eta` 个配置会留存下来,并用更多的 STEPS 来运行。
下面是 `R=81``eta=3` 时的样例:
| | s=4 | s=3 | s=2 | s=1 | s=0 |
| - | ---- | ---- | ---- | ---- | ---- |
| i | n r | n r | n r | n r | n r |
| 0 | 81 1 | 27 3 | 9 9 | 6 27 | 5 81 |
| 1 | 27 3 | 9 9 | 3 27 | 2 81 | |
| 2 | 9 9 | 3 27 | 1 81 | | |
| 3 | 3 27 | 1 81 | | | |
| 4 | 1 81 | | | | |
`s` 表示分组, `n` 表示生成的配置数量,相应的 `r` 表示配置会运行多少 STEPS。 `i` 表示轮数,如分组 4 有 5 轮,分组 3 有 4 轮。
关于如何实现 Trial 代码,参考 `examples/trials/mnist-hyperband/` 中的说明。
## 4. 待改进
当前实现的 Hyperband 算法可以通过改进支持的提前终止算法来提高,原因是最好的 `n/eta` 个配置并不一定都表现很好。 不好的配置可以更早的终止。
在当前实现中,遵循了[此论文](https://arxiv.org/pdf/1603.06560.pdf)的设计,配置都是随机生成的。 要进一步提升,配置生成过程可以利用更高级的算法。
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# TPE, Random Search, Anneal Tuners
## TPE
Tree-structured Parzen Estimator (TPE) 是一种 sequential model-based optimization(SMBO,即基于序列模型优化)的方法。 SMBO 方法根据历史指标数据来按顺序构造模型,来估算超参的性能,随后基于此模型来选择新的超参。 TPE 方法对 P(x|y) 和 P(y) 建模,其中 x 表示超参,y 表示相关的评估指标。 P(x|y) 通过变换超参的生成过程来建模,用非参数密度(non-parametric densities)代替配置的先验分布。 细节可参考 [Algorithms for Hyper-Parameter Optimization](https://papers.nips.cc/paper/4443-algorithms-for-hyper-parameter-optimization.pdf)。 ​
## Random Search(随机搜索)
[Random Search for Hyper-Parameter Optimization](http://www.jmlr.org/papers/volume13/bergstra12a/bergstra12a.pdf) 中介绍了随机搜索惊人的简单和效果。 建议当不清楚超参的先验分布时,采用随机搜索作为基准。
## Anneal(退火算法)
这种简单的退火算法从先前的采样开始,会越来越靠近发现的最佳点取样。 此算法是随机搜索的简单变体,利用了响应面的平滑性。 退火率不是自适应的。
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# Medianstop Assessor
## Median Stop
Medianstop 是一种简单的提前终止 Trial 的策略,可参考[论文](https://static.googleusercontent.com/media/research.google.com/en//pubs/archive/46180.pdf)。 如果 Trial X 的在步骤 S 的最好目标值比所有已完成 Trial 的步骤 S 的中位数值明显要低,这个 Trial 就会被提前停止。
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# Metis Tuner
## Metis Tuner
大多数调参工具仅仅预测最优配置,而 [Metis](https://www.microsoft.com/en-us/research/publication/metis-robustly-tuning-tail-latencies-cloud-systems/) 的优势在于有两个输出:(a) 最优配置的当前预测结果, 以及 (b) 下一次 Trial 的建议。 不再需要随机猜测!
大多数工具假设训练集没有噪声数据,但 Metis 会知道是否需要对某个超参重新采样。
大多数工具都有着重于在已有结果上继续发展的问题,而 Metis 的搜索策略可以在探索,发展和重新采样(可选)中进行平衡。
Metis 属于基于序列的贝叶斯优化 (SMBO) 的类别,它也基于贝叶斯优化框架。 为了对超参-性能空间建模,Metis 同时使用了高斯过程(Gaussian Process)和高斯混合模型(GMM)。 由于每次 Trial 都可能有很高的时间成本,Metis 大量使用了已有模型来进行推理计算。 在每次迭代中,Metis 执行两个任务:
在高斯过程空间中找到全局最优点。 这一点表示了最佳配置。
它会标识出下一个超参的候选项。 这是通过对隐含信息的探索、挖掘和重采样来实现的。
注意,搜索空间仅支持 `choice`, `quniform`, `uniform``randint`
更多详情,参考论文:https://www.microsoft.com/en-us/research/publication/metis-robustly-tuning-tail-latencies-cloud-systems/
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...@@ -54,4 +54,4 @@ NNI CTL 模块用来控制 Neural Network Intelligence,包括开始新 Experim ...@@ -54,4 +54,4 @@ NNI CTL 模块用来控制 Neural Network Intelligence,包括开始新 Experim
## 开始使用 NNI CTL ## 开始使用 NNI CTL
参考 [NNI CTL 文档](../docs/zh_CN/NNICTLDOC.md) 参考 [NNI CTL 文档](../docs/zh_CN/Nnictl.md)
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