We study the Weighted Min Cut problem in the Adaptive Massively Parallel Computation (AMPC) model. In 2019, Behnezhad et al. [3] introduced the AMPC model as an extension of the Massively Parallel Computation (MPC) model. In the past decade, research on highly scalable algorithms has had significant impact on many massive systems. The MPC model, introduced in 2010 by Karloff et al. [16], which is an abstraction of famous practical frameworks such as MapReduce, Hadoop, Flume, and Spark, has been at the forefront of this research. While great strides have been taken to create highly efficient MPC algorithms for a range of problems, recent progress has been limited by the 1-vs-2 Cycle Conjecture [20], which postulates that the simple problem of distinguishing between one and two cycles requires $\Omega(\log n)$ MPC rounds. In the AMPC model, each machine has adaptive read access to a distributed hash table even when communication is restricted (i.e., in the middle of a round). While remaining practical [4], this gives algorithms the power to bypass limitations like the 1-vs-2 Cycle Conjecture. We give the first sublogarithmic AMPC algorithm, requiring $O(\log\log n)$ rounds, for $(2+\epsilon)$-approximate weighted Min Cut. Our algorithm is inspired by the divide and conquer approach of Ghaffari and Nowicki [11], which solves the $(2+\epsilon)$-approximate weighted Min Cut problem in $O(\log n\log\log n)$ rounds of MPC using the classic result of Karger and Stein [15]. Our work is fully-scalable in the sense that the local memory of each machine is $O(n^\epsilon)$ for any constant $0 < \epsilon < 1$. There are no $o(\log n)$-round MPC algorithms for Min Cut in this memory regime assuming the 1-vs-2 Cycle Conjecture holds. The exponential speedup in AMPC is the result of decoupling the different layers of the divide and conquer algorithm and solving all layers in $O(1)$ rounds.


翻译:2019年, Behnezhad 等人[3] 将AMPC 模型作为Massive平行计算(MPC) 模型的延伸。在过去的十年中,对高度可扩缩的算法的研究对许多大型系统产生了重大影响。Karloff 等人( [16) 于2010年推出的 MPC 模型,这是MapRduce、Hadoop、Flume和Spark等著名实用框架的抽象。在2019年,Behnezhad 等人[3] 将AMPC 模型作为Massion 平行计算(MPC) 模型的延伸。虽然在为一系列问题创建高效的 MPC 算法中,但最近的进展受到1-v-2 周期周期周期周期周期的制约。 在2010年 Karloff 等人(\log n) 和 MPC 回合中,每个机器的直流读取方法在通信受限时,(i.e, 需要美元的直径) 直径2 的直径, 直径(在1 MA 中) 。

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