Graph Neural Networks (GNNs) have achieved tremendous success in graph representation learning. Unfortunately, current GNNs usually rely on loading the entire attributed graph into network for processing. This implicit assumption may not be satisfied with limited memory resources, especially when the attributed graph is large. In this paper, we pioneer to propose a Binary Graph Convolutional Network (Bi-GCN), which binarizes both the network parameters and input node features. Besides, the original matrix multiplications are revised to binary operations for accelerations. According to the theoretical analysis, our Bi-GCN can reduce the memory consumption by an average of ~30x for both the network parameters and input data, and accelerate the inference speed by an average of ~47x, on the citation networks. Meanwhile, we also design a new gradient approximation based back-propagation method to train our Bi-GCN well. Extensive experiments have demonstrated that our Bi-GCN can give a comparable performance compared to the full-precision baselines. Besides, our binarization approach can be easily applied to other GNNs, which has been verified in the experiments.


翻译:图像神经网络(Neal Networks)在图形演示学习中取得了巨大成功。 不幸的是,目前的GNNs通常依赖将整个属性图装入网络进行处理。 这一隐含的假设可能无法满足有限的记忆资源, 特别是当该属性图巨大时。 在本文中, 我们先提出一个二进制图表革命网络(Bi- GCN), 它将网络参数和输入节点功能二进制。 此外, 原始矩阵的乘数被修改为加速的二进制操作。 根据理论分析, 我们的Bi- GNNs可以将网络参数和输入数据的内存消耗量平均减少~ 30x, 并加速引用网络的平均 ~ 47x 的推断速度。 同时, 我们还设计了一个新的基于反偏差法来训练我们的双进制网络的井。 广泛的实验表明, 我们的Bi- GCN 能够比全精准基线具有类似的性能。 此外,我们的二进制方法可以很容易地应用于其他GNNS, 。

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