Massively-parallel graph algorithms have received extensive attention over the past decade, with research focusing on three memory regimes: the superlinear regime, the near-linear regime, and the sublinear regime. The sublinear regime is the most desirable in practice, but conditional hardness results point towards its limitations. In this work we study a \emph{heterogeneous} model, where the memory of the machines varies in size. We focus mostly on the heterogeneous setting created by adding a single near-linear machine to the sublinear MPC regime, and show that even a single large machine suffices to circumvent most of the conditional hardness results for the sublinear regime: for graphs with $n$ vertices and $m$ edges, we give (a) an MST algorithm that runs in $O(\log\log(m/n))$ rounds; (b) an algorithm that constructs an $O(k)$-spanner of size $O(n^{1+1/k})$ in $O(1)$ rounds; and (c) a maximal-matching algorithm that runs in $O(\sqrt{\log(m/n)}\log\log(m/n))$ rounds. We also observe that the best known near-linear MPC algorithms for several other graph problems which are conjectured to be hard in the sublinear regime (minimum cut, maximal independent set, and vertex coloring) can easily be transformed to work in the heterogeneous MPC model with a single near-linear machine, while retaining their original round complexity in the near-linear regime. If the large machine is allowed to have \emph{superlinear} memory, all of the problems above can be solved in $O(1)$ rounds.


翻译:在过去十年里, 质量和平行的图形算法得到了广泛的关注 { massal-parolal 图形算法在过去十年中得到了广泛的关注, 研究的重点是三个内存制度: 超级线性制度、 近线性制度和亚线性制度。 亚线性制度是实践中最可取的, 但条件硬性结果指向它的局限性。 在这项工作中, 我们研究一个 emph{ heteromicanous} 模型, 机器的内存大小各有不同。 我们主要关注通过在亚线性 MPC 制度中添加一个单线性近线性机器而创建的混杂设置, 显示即使是一台大型机器也足以绕过亚线性硬性硬性硬性结果 : 对于有 美元顶级和 美元边缘的图形, 我们给出一个以 $( log\ m/ n) 的 MST 算法, 机器的内运行量以 $( k) 美元 直径直径( n=1+1/k} 直线性系统的所有硬性 直径直径直径直径直径直径直径直径直径的内, 内径的内数个硬性运算算法 。</s>

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