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Fondamentaux

Backpropagation

Backprop, Backward Pass
L'algorithme qui calcule combien chaque paramètre dans un réseau de neurones a contribué à l'erreur, permettant au gradient descent de mettre à jour les paramètres efficacement. Le backpropagation applique la règle de la chaîne du calcul à l'envers à travers le réseau : en partant de la perte à la sortie, il propage les gradients en arrière à travers chaque couche pour déterminer la part de blâme de chaque poids.

Pourquoi c'est important

Le backpropagation est l'algorithme qui rend possible l'entraînement des réseaux de neurones. Sans une façon efficace de calculer les gradients pour des milliards de paramètres, le gradient descent serait computationnellement infaisable. Chaque modèle que tu utilises — d'un petit classifieur à un LLM de 400 milliards — a été entraîné avec le backpropagation. C'est l'algorithme le plus important du deep learning.

Deep Dive

The forward pass: input flows through the network, each layer applies its transformation, and the final layer produces a prediction. The loss function computes how wrong the prediction is. The backward pass: starting from the loss, backpropagation computes ∂loss/∂weight for every weight in the network using the chain rule: ∂loss/∂w = ∂loss/∂output · ∂output/∂hidden · ∂hidden/∂w. Each layer receives the gradient from the layer above and passes its own gradient to the layer below.

Computational Efficiency

Naively computing the gradient for each weight independently would require a separate forward pass per weight — impossibly expensive for billions of parameters. Backpropagation reuses intermediate results: the gradient at each layer is computed once and shared with all weights in that layer. The backward pass costs roughly 2x the forward pass in compute, meaning the total cost of one training step (forward + backward + update) is about 3x a single forward pass.

Automatic Differentiation

Modern deep learning frameworks (PyTorch, JAX) implement backpropagation through automatic differentiation (autograd). You define the forward computation, and the framework automatically constructs the backward computation graph and computes gradients. This means you never manually derive gradients — you define the model architecture and loss, call loss.backward(), and the framework handles the rest. This automation is what makes rapid architecture experimentation practical.

Concepts liés

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