Graph convolutional networks (GCNs) are popular for building machine-learning application for graph-structured data. This widespread adoption led to the development of specialized GCN hardware accelerators. In this work, we address a key architectural challenge for GCN accelerators: how to detect errors in GCN computations arising from random hardware faults with the least computation cost. Each GCN layer performs a graph convolution, mathematically equivalent to multiplying three matrices, computed through two separate matrix multiplications. Existing Algorithm-based Fault Tolerance(ABFT) techniques can check the results of individual matrix multiplications. However, for a GCN layer, this check should be performed twice. To avoid this overhead, this work introduces GCN-ABFT that directly calculates a checksum for the entire three-matrix product within a single GCN layer, providing a cost-effective approach for error detection in GCN accelerators. Experimental results demonstrate that GCN-ABFT reduces the number of operations needed for checksum computation by over 21% on average for representative GCN applications. These savings are achieved without sacrificing fault-detection accuracy, as evidenced by the presented fault-injection analysis.


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图卷积网络(简称GCN),由Thomas Kpif于2017年在论文Semi-supervised classification with graph convolutional networks中提出。它为图(graph)结构数据的处理提供了一个崭新的思路,将深度学习中常用于图像的卷积神经网络应用到图数据上。

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