UbiNN: A Communication Efficient Framework for Distributed Machine Learning in Edge Computing

计算机科学 MNIST数据库 云计算 人工智能 人工神经网络 机器学习 边缘计算 边缘设备 分布式计算 架空(工程) 深度学习 GSM演进的增强数据速率 操作系统
作者
Ke Li,Kexun Chen,Shouxi Luo,H. H. Zhang,Pingzhi Fan
出处
期刊:IEEE Transactions on Network Science and Engineering [Institute of Electrical and Electronics Engineers]
卷期号:: 1-17 被引量:5
标识
DOI:10.1109/tnse.2023.3260566
摘要

Deployment of distributed machine learning at the edge is conducive to reducing latency and protecting privacy associated with transmitting data back to the cloud. Nonetheless, as machine learning models scale, bandwidth resources are limited and heterogeneity in data collection from heterogeneous edge devices is visible, resulting in low model accuracy and high communication overhead. In this paper, a novel distributed deep learning framework called ubiquitous neural network (UbiNN) is proposed to improve communication efficiency without affecting the accuracy of the local neural network model at the edge or the global neural network model in the cloud. As for the accuracy of the neural network model, a common dataset with a small portion of insensitive data is constructed for training the neural network model, and its accuracy is enhanced by a new algorithm based on knowledge distillation and covariance computation (KDCC). Experimental results demonstrate that the test accuracy of UbiNN is extremely close to the centralized machine learning and non-federated learning scheme DDNN and up to 18.74% better than that of other classic federated learning schemes when using public datasets such as MNIST, CIFAR-10, and REUTERS-21578. Meanwhile, communication overheads are substantially reduced in terms of data transmission volume and latency.
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
nicheng完成签到 ,获得积分0
1秒前
1秒前
张政发布了新的文献求助10
2秒前
上官若男应助Hii采纳,获得10
3秒前
4秒前
4秒前
4秒前
Wangyn完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
仇湘完成签到,获得积分10
7秒前
7秒前
xin完成签到,获得积分10
8秒前
充电宝应助Lucy采纳,获得10
9秒前
蒸馏水完成签到,获得积分10
10秒前
刘洋完成签到,获得积分10
11秒前
包容雨雪发布了新的文献求助10
11秒前
墨aizhan发布了新的文献求助10
11秒前
高大的代真完成签到,获得积分20
11秒前
温柔孤兰发布了新的文献求助10
11秒前
mumu发布了新的文献求助10
12秒前
胡勇完成签到,获得积分10
12秒前
咻咻应助Hoodie采纳,获得20
12秒前
14秒前
科研通AI2S应助鲤鱼香菇采纳,获得10
14秒前
甜甜圈发布了新的文献求助10
16秒前
16秒前
17秒前
武雨寒发布了新的文献求助10
18秒前
LLLeon0完成签到,获得积分10
22秒前
Yimi完成签到,获得积分10
22秒前
精明芷雪发布了新的文献求助10
23秒前
24秒前
在水一方应助墨aizhan采纳,获得10
26秒前
26秒前
xiaoweiwei发布了新的文献求助10
26秒前
27秒前
27秒前
tao发布了新的文献求助20
29秒前
30秒前
高分求助中
The late Devonian Standard Conodont Zonation 2000
Nickel superalloy market size, share, growth, trends, and forecast 2023-2030 2000
The Lali Section: An Excellent Reference Section for Upper - Devonian in South China 1500
Very-high-order BVD Schemes Using β-variable THINC Method 870
Mantiden: Faszinierende Lauerjäger Faszinierende Lauerjäger 800
PraxisRatgeber: Mantiden: Faszinierende Lauerjäger 800
Fundamentals of Dispersed Multiphase Flows 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 3254315
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 2896538
关于积分的说明 8293128
捐赠科研通 2565468
什么是DOI,文献DOI怎么找? 1393064
科研通“疑难数据库(出版商)”最低求助积分说明 652418
邀请新用户注册赠送积分活动 629894