论文

DGA-Muon:Muon 的解耦几何对齐自适应缩放

DGA-Muon: Decoupled Geometry-Aligned Adaptive Scaling for Muon

模型训练预训练

摘要

虽然 NorMuon 通过行自适应缩放增强 Muon 在大规模预训练中取得了强大的经验性能,但其底层自适应机制仍然知之甚少。在这项工作中,我们首次对 NorMuon 的适应性进行了系统分析,揭示了它主要源自正交化引起的几何形状,而不是真正的优化相关信息。在精确正交化下,对于方阵和宽矩阵,自适应缩放因子退化为单个全局标量,而对于高矩阵,它们的变化源于正交化后行能量的不均匀分布。在近似正交化下,正交残差将额外的变化引入到缩放因子中,导致 \textit{正交化-自适应悖论}:更准确的正交化削弱了自适应性。我们进一步证明 NorMuon 的严格行向缩放在几何上与高矩阵的单侧正交结构不对齐。基于对这些局限性的分析,我们提出了理想的 Muon 自适应机制应满足的两个核心设计原则。首先,自适应缩放应该与正交化解耦,缩放因子直接从原始梯度计算。其次,自适应缩放应与极坐标因子的形状相关正交结构保持一致,对宽矩阵使用行缩放,对高矩阵使用列缩放。通过结合其他几个设计考虑因素,包括基于和的二阶矩估计、偏差校正和缩放因子的自适应裁剪,我们获得了解耦几何对齐 Muon (DGA-Muon) 优化器。我们为 DGA-Muon 建立了收敛保证,并通过实证验证了 NorMuon 标度退化的理论表征以及 DGA-Muon 相对于 NorMuon 的优越性。