Recent advances in data processing have stimulated the demand for learning graphs of very large scales. Graph Neural Networks (GNNs), being an emerging and powerful approach in solving graph learning tasks, are known to be difficult to scale up. Most scalable models apply node-based techniques in simplifying the expensive graph message-passing propagation procedure of GNN. However, we find such acceleration insufficient when applied to million- or even billion-scale graphs. In this work, we propose SCARA, a scalable GNN with feature-oriented optimization for graph computation. SCARA efficiently computes graph embedding from node features, and further selects and reuses feature computation results to reduce overhead. Theoretical analysis indicates that our model achieves sub-linear time complexity with a guaranteed precision in propagation process as well as GNN training and inference. We conduct extensive experiments on various datasets to evaluate the efficacy and efficiency of SCARA. Performance comparison with baselines shows that SCARA can reach up to 100x graph propagation acceleration than current state-of-the-art methods with fast convergence and comparable accuracy. Most notably, it is efficient to process precomputation on the largest available billion-scale GNN dataset Papers100M (111M nodes, 1.6B edges) in 100 seconds.


翻译:最近的数据处理进步刺激了对大规模学习图表的需求。 图表神经网络(GNN)是解决图表学习任务的新兴和强大方法,已知很难扩大规模。 大多数可扩缩模型应用基于节点的技术简化GNN昂贵的图形信息传递程序。 然而,我们发现,在对百万甚至10亿尺度的图表应用时,这种加速不够。 在这项工作中,我们提议SCARA(一个可缩放的GNN),这是一个可缩放的GNN,为图形计算提供以地貌为导向的优化。 SCARA高效地从节点特性中嵌入图形,并进一步选择和再利用特征计算结果,以减少间接费用。理论分析表明,我们的模型实现了亚线性时间复杂性,保证了传播过程的精确性以及GNNN培训和推断。 我们在各种数据集上进行广泛的实验,以评价SCARA的功效和效率。 与基线的绩效比较表明,SCARA(SARA)可达到100x图形传播速度和可比较的当前状态方法的加速度,并进一步选择和再利用地计算结果。 最显著的是,在G111110亿码的GM级前期的论文是有效的。

0
下载
关闭预览

相关内容

专知会员服务
44+阅读 · 2020年10月31日
专知会员服务
59+阅读 · 2020年3月19日
[综述]深度学习下的场景文本检测与识别
专知会员服务
77+阅读 · 2019年10月10日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
39+阅读 · 2019年10月9日
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2022年9月14日
Arxiv
13+阅读 · 2021年6月14日
Arxiv
21+阅读 · 2021年2月13日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
Arxiv
23+阅读 · 2018年10月1日
VIP会员
相关资讯
VCIP 2022 Call for Demos
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年6月6日
VCIP 2022 Call for Special Session Proposals
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年4月1日
IEEE ICKG 2022: Call for Papers
机器学习与推荐算法
3+阅读 · 2022年3月30日
ACM MM 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
5+阅读 · 2022年3月29日
ACM TOMM Call for Papers
CCF多媒体专委会
2+阅读 · 2022年3月23日
AIART 2022 Call for Papers
CCF多媒体专委会
1+阅读 · 2022年2月13日
【ICIG2021】Check out the hot new trailer of ICIG2021 Symposium2
中国图象图形学学会CSIG
0+阅读 · 2021年11月8日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
23+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
41+阅读 · 2019年1月3日
Capsule Networks解析
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年11月12日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2013年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2012年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2009年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员