SHF: Small: Accelerating Graph Processing with Vertically Integrated Programming Model, Runtime and Architecture

SHF:小型:利用垂直集成编程模型、运行时和架构加速图形处理

基本信息

  • 批准号:
    1717754
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 45万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2017
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2017-07-15 至 2022-06-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Recently, graph processing received intensive interests due to the increasing need to understand relationships. For example, in cyber security, the graph analytics are needed to identify probes on the network. In social media, the graph analytics are employed to figure out the relationships and influences between people. In infrastructure monitoring (e.g. smart building), the graph analytics are crucial in spotting failures based on system dependencies before they become critical and cause cascading failures. On the other hand, in-memory graph processing is becoming more appealing due to recent technology advances (e.g. NDP with 3D integration) that improved the scalability of memory system with lower cost. Therefore, this research program timely considers graph processing(which has broad applications) with the emerging trends in the memory system.This project will investigate a vertically integrated approach involving programming model, runtime system and architecture to holistically accelerate in-memory graph processing. It contains three research innovations and cross-stack integration: (1) Reducing data movements with novel programming model. It will study a new graph processing programming model,?Two-phase Vertex Program?, designed for PIM that supports a novel "source-cut" data partition. (2) Batched regular inter-cube communication and intra-cube locality enhancement. It will examine how to re-organize the computation to make the inter-cube communications happen in a controlled manner. This allows batched communication and the overlapping of computation and communication. To this end, it will study how to partition the cores in the same cube into two groups (Process and Apply unit) to improve intra-cube memory access locality. (3) Co-designed locality-aware scheduler and prefetcher. This project will develop a novel architectural interface so that the software and architecture could interact. On one side, it provides scheduler the capability to query the locality information of scheduling candidates to make better decisions. On the other side, the scheduler could convey the scheduling decisions to architecture so that even a simple prefetcher can precisely fetch the data related to the active vertices that will be scheduled soon. The proposed research will also contribute to society through engaging high-school and undergraduate students from minority-serving institutions into research, attracting women and under-represented groups into graduate education, expanding the computer engineering curriculum with graph processing architectures and runtime systems, disseminating research infrastructure for education and training, and collaborating with the industry.
最近,由于越来越需要理解关系,图处理受到了广泛的关注。例如,在网络安全中,需要图形分析来识别网络上的探针。在社交媒体中,图形分析被用来找出人与人之间的关系和影响。在基础设施监控(例如智能建筑)中,图形分析在发现基于系统依赖的故障并导致级联故障之前是至关重要的。另一方面,由于最近的技术进步(例如具有3D集成的NDP)提高了内存系统的可扩展性,降低了成本,内存中的图形处理变得越来越有吸引力。因此,本研究计划及时考虑图形处理(具有广泛应用)与存储系统的新兴趋势。该项目将研究一种涉及编程模型、运行时系统和架构的垂直集成方法,以全面加速内存中的图形处理。它包含三个研究创新和跨栈集成:(1)用新颖的编程模型减少数据移动。它将研究一种新的图形处理编程模型,?两阶段顶点程序?,专为PIM设计,支持一种新颖的“源切割”数据分区。(2)批处理规则立方体间通信和立方体内部局部性增强。它将研究如何重新组织计算,以使多维数据集之间的通信以受控的方式进行。这允许批处理通信以及计算和通信的重叠。为此,本文将研究如何将同一多维数据集中的核划分为两组(Process和Apply单元),以提高多维数据集中内存访问局部性。(3)协同设计位置感知调度器和预取器。这个项目将开发一个新颖的体系结构接口,以便软件和体系结构可以交互。一方面,它为调度器提供了查询调度候选者的位置信息以做出更好决策的能力。另一方面,调度器可以将调度决策传递给体系结构,这样即使是简单的预取器也可以精确地获取与即将调度的活动顶点相关的数据。拟议的研究还将通过吸引来自少数民族服务机构的高中生和本科生参与研究,吸引女性和代表性不足的群体参加研究生教育,扩大计算机工程课程与图形处理架构和运行时系统,传播教育和培训的研究基础设施,以及与业界合作,为社会做出贡献。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Xuehai Qian其他文献

Response characterization on the microstructure, and mechanical and corrosion behavior of clad rebars of different weld materials
不同焊接材料包覆钢筋的微观结构、力学性能和腐蚀行为的响应特性
  • DOI:
    10.1016/j.cscm.2025.e04316
  • 发表时间:
    2025-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    6.600
  • 作者:
    Zecheng Zhuang;Xuehai Qian;Lei Zeng;Weiping Lu;Zhen Li;Yong Xiang
  • 通讯作者:
    Yong Xiang
Effects of varying weld speeds on the microstructure, mechanical properties, and corrosion behavior of clad rebars in a marine environment
不同焊接速度对海洋环境中复合钢筋的微观结构、力学性能和腐蚀行为的影响
  • DOI:
    10.1038/s41598-025-08448-7
  • 发表时间:
    2025-07-02
  • 期刊:
  • 影响因子:
    3.900
  • 作者:
    Zecheng Zhuang;Weiping Lu;Zhe Gou;Lei Zeng;Xuehai Qian;Rifeng Wang;Erte Lin;Zhen Li;Yong Xiang;Jianping Tan
  • 通讯作者:
    Jianping Tan
Graph Transformer for Quantum Circuit Reliability Prediction
用于量子电路可靠性预测的图形变压器
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hanrui Wang;Pengyu Liu;Jinglei Cheng;Zhiding Liang;Jiaqi Gu;Zi;Yongshan Ding;Weiwen Jiang;Yiyu Shi;Xuehai Qian;D. Pan;F. Chong;Song Han
  • 通讯作者:
    Song Han
RobustState: Boosting Fidelity of Quantum State Preparation via Noise-Aware Variational Training
RobustState:通过噪声感知变分训练提高量子态准备的保真度
  • DOI:
  • 发表时间:
    2023
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Hanrui Wang;Yilian Liu;Pengyu Liu;Jiaqi Gu;Zi;Zhiding Liang;Jinglei Cheng;Yongshan Ding;Xuehai Qian;Yiyu Shi;David Z. Pan;Frederic T. Chong;Song Han
  • 通讯作者:
    Song Han
Efficient Performance Estimation and Work-Group Size Pruning for OpenCL Kernels on GPUs
GPU 上 OpenCL 内核的高效性能估计和工作组大小修剪
  • DOI:
    10.1109/tpds.2019.2958343
  • 发表时间:
    2020-05
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Xiebing Wang;Xuehai Qian;Alois Knoll;Kai Huang
  • 通讯作者:
    Kai Huang

Xuehai Qian的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Xuehai Qian', 18)}}的其他基金

SPX: Collaborative Research: FASTLEAP: FPGA based compact Deep Learning Platform
SPX:协作研究:FASTLEAP:基于 FPGA 的紧凑型深度学习平台
  • 批准号:
    2333009
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: High Performance Graph Pattern Mining System and Architecture
SHF:小型:高性能图模式挖掘系统和架构
  • 批准号:
    2333645
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Algorithm-Centric High Performance Graph Processing
职业:以算法为中心的高性能图形处理
  • 批准号:
    2331038
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
SHF: Small: High Performance Graph Pattern Mining System and Architecture
SHF:小型:高性能图模式挖掘系统和架构
  • 批准号:
    2127543
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SPX: Collaborative Research: FASTLEAP: FPGA based compact Deep Learning Platform
SPX:协作研究:FASTLEAP:基于 FPGA 的紧凑型深度学习平台
  • 批准号:
    1919289
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Algorithm-Centric High Performance Graph Processing
职业:以算法为中心的高性能图形处理
  • 批准号:
    1750656
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
CSR: Small: Collaborative Research: GAMBIT: Efficient Graph Processing on a Memristor-based Embedded Computing Platform
CSR:小型:协作研究:GAMBIT:基于忆阻器的嵌入式计算平台上的高效图形处理
  • 批准号:
    1717984
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CRII: SHF: Improving Programmability of GPGPU/NVRAM Integrated Systems with Holistic Architectural Support
CRII:SHF:通过整体架构支持提高 GPGPU/NVRAM 集成系统的可编程性
  • 批准号:
    1657333
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Student Travel Support for the 2017 International Conference on Architecture Support for Programming Languages and Operating Systems (ASPLOS)
2017 年编程语言和操作系统架构支持国际会议 (ASPLOS) 的学生旅行支持
  • 批准号:
    1720467
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    10.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
  • 批准号:
    32000033
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
  • 批准号:
    31972324
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    58.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
  • 批准号:
    81900988
  • 批准年份:
    2019
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
  • 批准号:
    31802058
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    26.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
  • 批准号:
    31870821
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    56.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
  • 批准号:
    31772128
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    60.0 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
  • 批准号:
    81704176
  • 批准年份:
    2017
  • 资助金额:
    20.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
  • 批准号:
    91640114
  • 批准年份:
    2016
  • 资助金额:
    85.0 万元
  • 项目类别:
    重大研究计划

相似海外基金

CC* INTEGRATION-SMALL: ADIABATIC MICROSERVICE LEVEL LOAD BALANCED FORWARDING ON PISA SWITCH FOR ACCELERATING URGENT PROCESSES IN SCIENCE DATA CENTER NETWORKS
CC* 集成小型:PISA 交换机上的绝热微服务级负载平衡转发,用于加速科学数据中心网络中的紧急进程
  • 批准号:
    2346729
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CSR: Small: Accelerating Data Intensive Scientific Workflows with Consistency Contracts
CSR:小:通过一致性合同加速数据密集型科学工作流程
  • 批准号:
    2317556
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SBIR Phase II: Accelerating R&D through Streamlined Machine Learning Algorithms for Small Data Applications in Advanced Manufacturing
SBIR 第二阶段:加速 R
  • 批准号:
    2325045
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Cooperative Agreement
Collaborative Research: CNS Core: Small: Accelerating Serverless Cloud Network Performance
协作研究:CNS 核心:小型:加速无服务器云网络性能
  • 批准号:
    2229454
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: CNS Core: Small: Accelerating Serverless Cloud Network Performance
协作研究:CNS 核心:小型:加速无服务器云网络性能
  • 批准号:
    2229455
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CIF: Small: Accelerating Stochastic Approximation for Optimization and Reinforcement Learning
CIF:小型:加速优化和强化学习的随机逼近
  • 批准号:
    2306023
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: A General Framework for Accelerating AI on Resource-Constrained Edge Devices
SHF:小型:在资源受限的边缘设备上加速 AI 的通用框架
  • 批准号:
    2211163
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: NPU-based Architecture for Accelerating Deep Learning on Mobile Devices
SHF:小型:基于 NPU 的架构,用于加速移动设备上的深度学习
  • 批准号:
    2125208
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SaTC: CORE: Small: Accelerating Privacy Preserving Deep Learning for Real-time Secure Applications
SaTC:核心:小型:加速实时安全应用程序的隐私保护深度学习
  • 批准号:
    2104264
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
RI: Small: Accelerating Machine Learning via Randomized Automatic Differentiation
RI:小型:通过随机自动微分加速机器学习
  • 批准号:
    2007278
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 45万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了