Graph Neural Network (GNN) is a variant of Deep Neural Networks (DNNs) operating on graphs. However, GNNs are more complex compared to traditional DNNs as they simultaneously exhibit features of both DNN and graph applications. As a result, architectures specifically optimized for either DNNs or graph applications are not suited for GNN training. In this work, we propose a 3D heterogeneous manycore architecture for on-chip GNN training to address this problem. The proposed architecture, ReGraphX, involves heterogeneous ReRAM crossbars to fulfill the disparate requirements of both DNN and graph computations simultaneously. The ReRAM-based architecture is complemented with a multicast-enabled 3D NoC to improve the overall achievable performance. We demonstrate that ReGraphX outperforms conventional GPUs by up to 3.5X (on an average 3X) in terms of execution time, while reducing energy consumption by as much as 11X.


翻译:图形神经网络(GNN)是用图表运行的深神经网络(DNN)的变体。然而,GNN与传统的DNN相比更为复杂,因为它们同时展示DNN和图形应用程序的特性。因此,为DNN或图形应用程序专门优化的架构不适合GNN培训。在这项工作中,我们为芯片GNN培训提出了一个3D多元多核心架构,以解决这一问题。拟议的架构ReGraphX涉及混杂的 ReRAM交叉栏,以同时满足DNN和图形计算的不同要求。基于 ReRAM的架构得到了一个多播的3DNC的补充,以提高总体可实现的性能。我们证明,在操作时间方面,ReGraphX比常规的GPU多至3.5X(平均为3X),同时将能源消耗减少11X。

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