前言
第1章 圖計算背景 1
1.1圖計算簡介 1
1.1.1 圖的基本概念 2
1.1.2 圖遍歷簡介 2
1.1.3 圖挖掘簡介 5
1.1.4 圖學習簡介 8
1.2常見圖算法 10
1.2.1 圖遍歷類算法 10
1.2.2 圖挖掘類算法 17
1.2.3 圖學習類算法 31
1.3圖計算應用案例 47
1.3.1 圖遍歷應用案例 47
1.3.2 圖挖掘應用案例 51
1.3.3 圖學習應用案例 58
1.4本章小結 64
1.5習題1 65
參考文獻 65
第2章 圖計算編程與執(zhí)行 69
2.1圖數(shù)據(jù)存儲和更新 69
2.1.1 靜態(tài)圖數(shù)據(jù)存儲 69
2.1.2 動態(tài)圖數(shù)據(jù)存儲與更新 76
2.2圖計算編程示例 106
2.2.1 圖遍歷類算法編程示例 106
2.2.2 圖挖掘類算法編程示例 111
2.2.3 圖神經(jīng)網(wǎng)絡算法編程示例 115
2.3圖計算運行時特征和挑戰(zhàn) 120
2.3.1 圖遍歷運行時特征及挑戰(zhàn) 120
2.3.2 圖挖掘運行時特征及挑戰(zhàn) 121
2.3.3 圖學習訓練和推理運行時特征及挑戰(zhàn) 122
2.4本章小結 123
2.5習題2 123
參考文獻 124
第3章 圖計算優(yōu)化技術 127
3.1主流的并行編程模型 127
3.1.1 圖遍歷并行編程模型 127
3.1.2 圖挖掘并行編程模型 134
3.1.3 圖學習并行編程模型 136
3.2圖預處理方法 139
3.2.1 圖劃分策略 139
3.2.2 圖數(shù)據(jù)重排策略 144
3.3圖并行執(zhí)行模型 147
3.3.1 圖并行執(zhí)行基本概念 147
3.3.2 主流的圖并行執(zhí)行模型 148
3.4圖頂點狀態(tài)同步策略 151
3.4.1 同步/異步狀態(tài)傳遞機制 151
3.4.2 Pull/Push狀態(tài)同步機制 152
3.4.3 通信優(yōu)化策略 154
3.4.4 圖數(shù)據(jù)緩存策略 155
3.5圖計算負載均衡策略 157
3.5.1 負載均衡簡介 157
3.5.2 單機負載均衡策略 159
3.5.3 分布式負載均衡策略 163
3.6圖計算容錯機制 163
3.6.1 有狀態(tài)的容錯機制 166
3.6.2 無狀態(tài)的容錯機制 170
3.7本章小結 176
3.8習題3 176
參考文獻 176
第4章 圖計算系統(tǒng)軟件加速技術 180
4.1圖計算系統(tǒng)軟件加速技術背景 180
4.2單機圖計算系統(tǒng) 181
4.2.1 單機內(nèi)存圖計算系統(tǒng) 181
4.2.2 單機外存圖計算系統(tǒng) 191
4.3分布式圖計算系統(tǒng) 199
4.3.1 分布式內(nèi)存圖處理系統(tǒng) 199
4.3.2 分布式外存圖處理系統(tǒng) 214
4.4基于GPU的圖計算系統(tǒng)加速技術 215
4.4.1 GPU背景介紹 215
4.4.2 GPU存內(nèi)圖計算系統(tǒng) 219
4.4.3 單機CPU-GPU異構圖計算系統(tǒng) 236
4.4.4 單機多GPU圖計算系統(tǒng) 245
4.4.5 多機GPU圖計算系統(tǒng) 251
4.5 本章小結 265
4.6 習題4 265
參考文獻 266
第5章 圖計算硬件加速技術 270
5.1基于FPGA的圖計算加速技術 270
5.1.1 FPGA背景介紹 270
5.1.2 主流FPGA圖計算加速器 274
5.2基于ASIC的圖計算加速器 299
5.2.1 ASIC背景介紹 299
5.2.2 主流ASIC圖計算加速器 299
5.3基于PIM的圖計算加速技術 357
5.3.1 PIM背景介紹 357
5.3.2 主流的基于PIM的圖計算加速器 358
5.4基于RERAM的圖計算硬件加速技術 368
5.4.1 ReRAM背景介紹 368
5.4.2 主流的基于ReRAM的圖計算加速器 369
5.5本章小結 414
5.6習題5 414
參考文獻 414
第6章 圖計算性能評測 419
6.1 GRAPH 500 性能評測和優(yōu)化 419
6.1.1 Graph 500性能評測 419
6.1.2 Graph 500的 BFS和SSSP算法優(yōu)化 421
6.2 GREEN GRAPH 500 性能功耗比評測與優(yōu)化 426
6.3 圖學習OGB精度評測和優(yōu)化 429
6.3.1 OGB數(shù)據(jù)集簡介 429
6.3.2 OGB 依賴庫與運行 431
6.3.3 OGB頂點屬性預測 432
6.3.4 OGB鏈接屬性預測 434
6.3.5 OGB圖屬性預測 436
6.3.6 OGB算法優(yōu)化 437
6.4本章小結 439
6.5習題6 439
參考文獻 440
第7章 圖計算發(fā)展趨勢與展望 442
7.1圖遍歷發(fā)展趨勢與展望 442
7.2圖挖掘發(fā)展趨勢與展望 443
7.3圖學習發(fā)展趨勢與展望 445
7.4本章小結 446