그라디언트 기반 병렬화와 경험 기반 병렬화의 성능은 효율성, 확장성, 정확성 측면에서 비교할 수 있습니다. 다음은 몇 가지 핵심 사항입니다.
그라데이션 기반 병렬화
1. 효율성: 경사 기반 병렬화는 문제가 병렬 처리에 적합할 때 매우 효율적일 수 있습니다. 이는 다중 CPU 코어 또는 GPU[1][4]의 계산 능력을 활용하여 그라디언트 계산을 병렬로 실행할 수 있는 더 작은 작업으로 분할할 수 있기 때문입니다.
2. 확장성: 경사 기반 병렬화는 입력 변수 수에 따라 확장이 잘 가능하므로 대규모 문제에 적합합니다. 그러나 중간 결과와 기울기를 저장하는 데 더 많은 메모리가 필요할 수 있으며 이는 매우 큰 문제의 경우 제한이 될 수 있습니다[4].
3. 정확성: 경사 기반 병렬화는 경사 계산이 정확할 경우 높은 정확도를 제공할 수 있습니다. 그러나 최적화 프로세스의 수렴에 영향을 미칠 수 있는 최적화 알고리즘 및 하이퍼파라미터의 선택에 민감할 수 있습니다[1][4].
경험 기반 병렬화
1. 효율성: 문제가 대량의 데이터를 병렬로 처리하는 경우 경험 기반 병렬화는 효율적일 수 있습니다. 이는 경험 데이터를 여러 CPU 코어 또는 GPU의 컴퓨팅 성능을 활용하여 독립적으로 처리할 수 있는 더 작은 덩어리로 분할할 수 있기 때문입니다[3].
2. 확장성: 경험 기반 병렬화는 환경이나 에이전트의 수에 따라 확장이 가능하므로 대규모 강화 학습 문제에 적합합니다. 그러나 경험 데이터를 저장하는 데 더 많은 메모리가 필요할 수 있으며 이는 매우 큰 문제의 경우 제한이 될 수 있습니다[3].
3. 정확성: 경험 기반 병렬화는 경험 데이터가 문제를 대표하는 경우 높은 정확성을 제공할 수 있습니다. 그러나 탐색-활용 트레이드오프에 영향을 미칠 수 있는 탐색 전략 및 하이퍼파라미터의 선택에 민감할 수 있습니다[3].
비교
1. 병렬화: 경사 기반 병렬화는 신경망 훈련과 같이 복잡한 계산과 관련된 문제에 더 적합합니다. 경험 기반 병렬화는 강화 학습과 같이 대량의 데이터를 병렬로 처리하는 문제에 더 적합합니다.
2. 메모리 사용량: 그라데이션 기반 병렬화에는 일반적으로 중간 결과와 그라데이션을 저장하는 데 더 많은 메모리가 필요합니다. 경험 기반 병렬화에는 일반적으로 경험 데이터를 저장하기 위해 더 많은 메모리가 필요합니다.
3. 정확성: 경사 기반 병렬화는 경사 계산이 정확할 경우 높은 정확도를 제공할 수 있습니다. 경험 기반 병렬화는 경험 데이터가 문제를 대표하는 경우 높은 정확도를 제공할 수 있습니다.
요약하면, 그라디언트 기반 병렬화와 경험 기반 병렬화 사이의 선택은 특정 문제와 요구 사항에 따라 달라집니다. 경사 기반 병렬화는 복잡한 계산에 더 적합하고, 경험 기반 병렬화는 대용량 데이터를 병렬로 처리하는 데 더 적합합니다.
인용:[1] https://shashank-ojha.github.io/ParallelGradientDescent/
[2] https://www.researchgate.net/Figure/Comparison-of-parallel-gradient-algorithms-We-compare-parallel-gradient-algorithms-for_fig4_286513299
[3] https://blog.salesforceairesearch.com/warpdrive-fast-rl-on-a-gpu/
[4] https://topfarm.pages.windenergy.dtu.dk/PyWake/notebooks/gradients_parallellization.html
[5] https://stackoverflow.com/questions/51725932/tensorflow-openai-gym-keras-rl-performance-issue-on-basic-reinforcement-learni