Hash table is a fundamental data structure for quick search and retrieval of data. It is a key component in complex graph analytics and AI/ML applications. State-of-the-art parallel hash table implementations either make some simplifying assumptions such as supporting only a subset of hash table operations or employ optimizations that lead to performance that is highly data dependent and in the worst case can be similar to a sequential implementation. In contrast, in this work we develop a dynamic hash table that supports all the hash table queries - search, insert, delete, update, while allowing us to support 'p' parallel queries (p>1) per clock cycle via p processing engines (PEs) in the worst case i.e. the performance is data agnostic. We achieve this by implementing novel XOR based multi-ported block memories on FPGAs. Additionally, we develop a technique to optimize the memory requirement of the hash table if the ratio of search to insert/update/delete queries is known beforehand. We implement our design on state-of-the-art FPGA devices. Our design is scalable to 16 PEs and supports throughput up to 5926 MOPS. It matches the throughput of the state-of-the-art hash table design - FASTHash, which only supports search and insert operations. Comparing with the best FPGA design that supports the same set of operations, our hash table achieves up to 12.3x speedup.
翻译:散列表是快速搜索和检索数据的基本数据结构。 散列表是复杂的图表分析器和 AI/ ML 应用程序中的一个关键组成部分。 最先进的平行散列表执行方式, 或者是做出一些简化的假设, 例如只支持散列表操作的子集, 或者是采用最差的优化, 导致性能高度依赖数据, 而最差的则类似于相继执行。 相反, 我们在此工作中开发一个动态散列表, 支持所有散列查询 - 搜索、 插入、 删除、 更新, 同时允许我们在最差的情况下通过 p 处理引擎( PEP) 支持每个钟周期的平行查询( p> 1) 。 性能是数据不可知性的。 我们通过在 FPGA 上安装基于多端块记忆的新 XOR 实现这一点。 此外, 我们开发了一种技术, 优化散列表的记忆要求, 如果事先知道要插入/ 更新/ 删除查询的比重查询。 我们用状态的 FPGA 设备设计了我们最高级的表格, 我们的设计只能通过 PE26 设计来支持最高级的 。 。 通过 的 将 的 格式的 和 格式的 支持到 的 AS 的 设计到 格式的 的 的 向16 格式到 的 的 的 的 的 的 的 格式到 的 的 的 格式的 的 的 格式的 的 的 的 的 的 的 将 将 将 支持到 的 的 将 将 的 的 的 的 将 将 和 的 的 的 将 将 将 将 支持到 的 将 将 的 的 的 的 的 的 的 的 的 将 将 将 将 将 将 将 将 将 向 向 向 向 向 向 将 向 向 向 向 向 向 向 向 的 向 向 向 的 的 向 的 的 的 向 向 向 插入 插入 插入 插入 插入 向 向 向 插入 插入 插入 插入 向 插入