Can Graph Reordering Speed Up Graph Neural Network Training? An Experimental Study
Notice bibliographique
Résumé
Graph neural networks (GNNs) are a type of neural network capable of learning on graph-structured data. However, training GNNs on large-scale graphs is challenging due to iterative aggregations of high-dimensional features from neighboring vertices within sparse graph structures combined with neural network operations. The sparsity of graphs frequently results in suboptimal memory access patterns and longer training time. Graph reordering is an optimization strategy aiming to improve the graph data layout. It has shown to be effective to speed up graph analytics workloads, but its effect on the performance of GNN training has not been investigated yet. The generalization of reordering to GNN performance is nontrivial, as multiple aspects must be considered: GNN hyper-parameters such as the number of layers, the number of hidden dimensions, and the feature size used in the GNN model, neural network operations, large intermediate vertex states, and GPU acceleration. In our work, we close this gap by performing an empirical evaluation of 12 reordering strategies in two state-of-the-art GNN systems, PyTorch Geometric and Deep Graph Library. Our results show that graph reordering is effective in reducing training time for CPU- and GPU-based training, respectively. Further, we find that GNN hyper-parameters influence the effectiveness of reordering, that reordering metrics play an important role in selecting a reordering strategy, that lightweight reordering performs better for GPU-based than for CPU-based training, and that invested reordering time can in many cases be amortized.
Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.
Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,009 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,002 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,001 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,002 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,003 | 0,001 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».