Neural Architecture Search (NAS): Mimari Tasarımın Otomatikleşmesi
Bir sinir ağının kaç katman, hangi bağlantılarla, nasıl olacağını bilgisayar kendi seçebilir. NAS bu vizyonu pratik kıldı.

"Hangi mimari en iyi?"
Sinir ağı tasarlamak deneyim işidir:
- Kaç katman? 6? 50? 1000?
- Convolution mu, attention mı?
- Skip connection nereye?
- Hidden size kaç?
Yıllarca insanlar bu kararları denemeyanılma ile aldı.
Neural Architecture Search (NAS): bilgisayar bu kararları otomatik alır.
Üç bileşen
1. Search Space
Hangi mimari olasılıklar?
- Hücre tabanlı: tek bir hücre tasarla, tekrarla.
- Macro arama: tüm ağ.
- Operatör havuzu: 3x3 conv, 5x5 conv, max pool, identity, vs.
2. Search Strategy
Nasıl arayalım?
- Random search: rastgele dene.
- Evolutionary: en iyileri çoğalt, mutasyona uğrat.
- Reinforcement learning: bir RL ajanı mimari "yazar", ödül = doğruluk.
- Gradient-based: süreklı bir arama uzayında türev al.
3. Performance Estimation
Bir mimariyi değerlendir — pahalı.
- Tam eğit (yavaş).
- Erken durdur (Hyperband).
- Performance predictor.
- Weight sharing (DARTS).
Tarih
NASNet (Zoph & Le, 2017)
İlk büyük NAS makalesi. Google Brain.
- RL ile mimari arar.
- 800 GPU × 28 gün — bir mimariyi bulmak.
- ImageNet'te yeni rekor.
Sorun: çok pahalı.
ENAS (2018, Pham et al.)
Efficient NAS — weight sharing.
- Alt-mimariler aynı ağırlıkları paylaşır.
- 1000x hızlı.
DARTS (2019, Liu et al.)
Differentiable Architecture Search — gradient-based.
- Süreklı arama uzayı.
- Backprop ile mimariyi öğren.
- Tek GPU'da 1-3 gün.
Modern NAS'ın baskın yaklaşımı.
EfficientNet (Tan & Le, 2019)
NAS + ölçeklendirme. Aynı parametreyle daha iyi doğruluk.
MobileNetV3 (2019)
NAS ile bulunan mobil ağ. Android telefonlarda kullanılıyor.
NAS for Hardware
Hedef cihaz (GPU, TPU, EdgeTPU) için özel ağ. Latency-aware NAS.
Pratik uygulamalar
- Görüntü sınıflandırma: EfficientNet ailesi.
- Mobile: MobileNetV3.
- Edge: TinyNAS.
- Önerme sistemleri: AutoFeature, AutoModel.
- NLP: AutoBERT, NAS-BERT.
NAS-Bench
Reprodüksiyon sorunu: NAS çok pahalı, herkes aynı şeyi denemiyor.
Çözüm: NAS-Bench-101, 201, 301 — önceden eğitilmiş mimari koleksiyonu. Araştırmacılar arama algoritmalarını karşılaştırabilir.
Frank Hutter'in büyük katkısı.
Modern eleştiriler
"NAS-eval is flawed"
2020 makalesi: pek çok NAS algoritması gerçekte rastgele aramadan iyi değil.
Sebep: kötü baselines, yetersiz reprodüksiyon, hyperparameter karışıklığı.
Çevresel maliyet
İlk NASNet eğitimi 284 ton CO2 üretti — 3 ABD vatandaşının yıllık emisyonu.
Strubell et al. 2019: AI'nın enerji ayak izine dikkat.
LLM çağında NAS
GPT-4 gibi modellerde mimari sabit (transformer + MoE). Ama:
- Layer count, head count seçimi yapılır.
- Position embedding (RoPE, ALiBi) seçimi.
- Activation (GELU, SwiGLU).
- Normalization (LayerNorm, RMSNorm).
Bunlar küçük ölçekli NAS.
Türkiye uygulamaları
- Aselsan: edge AI için MobileNetV3 türevi.
- Türk Telekom: ürün için TinyNAS arama.
- Boğaziçi NAS-Bench'i Türk doktora tezlerinde.
Sınırlamalar
- Compute: hâlâ pahalı.
- Genelleme: bir veri seti için bulunan mimari diğerinde işe yaramayabilir.
- Aşırı uyum: arama setine.
- İnsan yaratıcılığı eksik: NAS mevcut operatörleri birleştirir; yeni bir yapı icat etmez.
Felsefe
NAS'ın altında: "Bilgisayar sadece veri değil, mimari de seçebilir" vizyonu.
Daha derin: meta-learning — öğrenmeyi öğrenmek.
Kapanış
NAS, AI tasarımının otomatikleşmesi yolculuğunun önemli bir adımı. EfficientNet ve MobileNetV3 production'a girdi. Ama hâlâ pahalı, eleştirilen, gelişen bir alan.
İnsanın yaratıcılığı + NAS'ın sistematikliği ideal birleşim. Modern derin öğrenmenin sırlarından biri.
Etiketler
Kendinizi Test Edin
Cevaplarınız profilinizde istatistik olarak saklanır.
1. NAS'ın üç bileşeni?
2. DARTS'ın temel fikri?
3. EfficientNet ne yaptı?
4. NAS-Bench ne sağlar?
5. En büyük eleştiri?
İlgili Yazılar
Patates Paradoksu: 100 Kilo Patates Biraz Kuruyunca Neden 50 Kiloya Düşer?
100 kilo patatesiniz var ve %99’u sudan oluşuyor. Biraz beklettiniz, su oranı %98’e düştü. Şimdi patatesler kaç kilo? Sezginiz "neredeyse 100" diyor. Doğru cevap ise tam 50 kilo — ve bu, oranların ne kadar aldatıcı olduğunu gösteriyor.
MatematikLanchester’ın Savaş Yasaları: Bir Ordunun Gücü Neden Asker Sayısının Karesiyle Artar?
İki ordu çarpışırken sonucu ne belirler? Sezgi "daha kalabalık olan kazanır" der. Ama bir mühendis, modern savaşta sayısal üstünlüğün etkisinin doğrusal değil, asker sayısının karesiyle orantılı olduğunu gösterdi. Bu, neden "böl ve yönet" işe yaradığını açıklar.
Matematik"Yüzde 30 Yağmur İhtimali" Tam Olarak Ne Demek? Çoğu Kişi Yanlış Anlıyor
Hava durumu "bugün yüzde 30 yağmur ihtimali" dediğinde ne anlıyorsunuz? Gökyüzünün yüzde 30’u mu kapanacak? Günün yüzde 30’unda mı yağacak? Aslında ikisi de değil — ve gerçek anlamı, olasılığın ne kadar incelikli olduğunu gösteriyor.