CEFL: Online Admission Control, Data Scheduling, and Accuracy Tuning for Cost-Efficient Federated Learning Across Edge Nodes

计算机科学 云计算 Lyapunov优化 分布式计算 边缘计算 边缘设备 调度(生产过程) GSM演进的增强数据速率 架空(工程) 服务器 强化学习 数据中心 计算机网络 人工智能 操作系统 经济 李雅普诺夫指数 Lyapunov重新设计 混乱的 运营管理
作者
Zhi Zhou,Song Yang,Lingjun Pu,Shuai Yu
出处
期刊:IEEE Internet of Things Journal [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:7 (10): 9341-9356 被引量:39
标识
DOI:10.1109/jiot.2020.2984332
摘要

With the proliferation of Internet of Things (IoT), zillions of bytes of data are generated at the network edge, incurring an urgent need to push the frontiers of artificial intelligence (AI) to network edge so as to fully unleash the potential of the IoT big data. To materialize such a vision which is known as edge intelligence, federated learning is emerging as a promising solution to enable edge nodes to collaboratively learn a shared model in a privacy-preserving and communication-efficient manner, by keeping the data at the edge nodes. While pilot efforts on federated learning have mostly focused on reducing the communication overhead, the computation efficiency of those resource-constrained edge nodes has been largely overlooked. To bridge this gap, in this article, we investigate how to coordinate the edge and the cloud to optimize the system-wide cost efficiency of federated learning. Leveraging the Lyapunov optimization theory, we design and analyze a cost-efficient optimization framework CEFL to make online yet near-optimal control decisions on admission control, load balancing, data scheduling, and accuracy tuning for the dynamically arrived training data samples, reducing both computation and communication cost. In particular, our control framework CEFL can be flexibly extended to incorporate various design choices and practical requirements of federated learning, such as exploiting the cheaper cloud resource for model training with better cost efficiency yet still facilitating on-demand privacy preservation. Via both rigorous theoretical analysis and extensive trace-driven evaluations, we verify the cost efficiency of our proposed CEFL framework.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
大幅提高文件上传限制,最高150M (2024-4-1)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
刚刚
1秒前
mmm发布了新的文献求助10
1秒前
笨笨的颜演完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
在水一方应助三石采纳,获得10
4秒前
划水发布了新的文献求助10
6秒前
Jayden完成签到 ,获得积分10
7秒前
冷酷的凌萱完成签到,获得积分20
7秒前
7秒前
搜集达人应助Meron采纳,获得10
8秒前
zxy发布了新的文献求助10
8秒前
8秒前
12秒前
12秒前
阿鹏发布了新的文献求助10
12秒前
14秒前
15秒前
AprilLeung完成签到 ,获得积分10
15秒前
LIN发布了新的文献求助10
15秒前
ppsparkling完成签到,获得积分10
16秒前
囧囧给木木啊的求助进行了留言
17秒前
搜集达人应助乔心采纳,获得10
17秒前
dd完成签到,获得积分10
17秒前
上官若男应助窦某采纳,获得10
17秒前
18秒前
18秒前
和谐断天完成签到,获得积分20
18秒前
Meron发布了新的文献求助10
21秒前
Neil发布了新的文献求助10
21秒前
坚定的芷珊完成签到,获得积分10
21秒前
sy发布了新的文献求助10
22秒前
bkagyin应助眯眯眼的平灵采纳,获得10
22秒前
发个46有完成签到,获得积分10
23秒前
科研通AI2S应助冷静新烟采纳,获得10
24秒前
科研通AI2S应助KASTTTTTT采纳,获得10
26秒前
仁爱的雁芙完成签到,获得积分10
26秒前
27秒前
西红柿炒番茄应助dd采纳,获得30
28秒前
28秒前
高分求助中
Evolution 10000
юрские динозавры восточного забайкалья 800
English Wealden Fossils 700
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 600
Distribution Dependent Stochastic Differential Equations 500
A new species of Coccus (Homoptera: Coccoidea) from Malawi 500
A new species of Velataspis (Hemiptera Coccoidea Diaspididae) from tea in Assam 500
热门求助领域 (近24小时)
化学 医学 生物 材料科学 工程类 有机化学 生物化学 物理 内科学 纳米技术 计算机科学 化学工程 复合材料 基因 遗传学 催化作用 物理化学 免疫学 量子力学 细胞生物学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 3157313
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2808757
关于积分的说明 7878369
捐赠科研通 2467114
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1313219
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 630369
版权声明 601919