Collaborative Research: SHF: Medium: Co-optimizing Spectral Algorithms and Systems for High-Performance Graph Learning

合作研究:SHF:中:协同优化高性能图学习的谱算法和系统

基本信息

  • 批准号:
    2212371
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 40万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Continuing Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-07-01 至 2026-06-30
  • 项目状态:
    未结题

项目摘要

Emerging graph learning techniques have shown promising results for various important applications such as community detection, drug discovery, and electronic design automation (EDA). However, even the state-of-the-art graph learning methods cannot scale to large data sets due to their high algorithm complexity. For example, the latest graph neural network (GNN) algorithms collectively aggregate feature information from the neighborhood of each node, which not only drastically increases the number of computations among nodes but also leads to high memory usage for storing the intermediate results. Hence most graph learning algorithms cannot efficiently handle large-scale problems due to their high computation and storage costs, not to mention the real-world graphs that may involve billions of edges.This project aims at addressing the most pressing challenges in modern graph learning tasks by investigating high-performance spectral graph algorithms and systems based on the latest theoretical breakthroughs. Unlike prior theoretical studies on spectral graph theory that put less focus on practical algorithm implementations and applications, the investigators of this project will develop practically-efficient spectral graph compression algorithms to boost the efficiency and solution quality of existing graph learning methods through algorithm and system co-optimizations by taking advantage of the latest heterogeneous computing devices, such as GPUs, FPGAs, and computational storage devices. The outcome of this project will potentially advance the state of the art in spectral graph theory, machine learning, data analytics, EDA, as well as high-performance computing. This project is also likely to spark new research in other related computer science and engineering fields such as complex system/network modeling, computational biology, precision medicine, and transportation networks. The investigators will partner with the STEM ambassador program at Stevens, and the Diversity Programs in Engineering office at Cornell to recruit highly diversified undergraduate and graduate students to participate in this project, while the latest research results will be integrated into several graduate and upper-division undergraduate courses to prepare a new generation of researchers and practitioners in high-performance machine learning.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
新兴的图学习技术已经在社区检测、药物发现和电子设计自动化(EDA)等各种重要应用中显示出有希望的结果。然而,即使是最先进的图学习方法,由于其高算法复杂度,也无法扩展到大数据集。例如,最新的图神经网络(GNN)算法共同聚合来自每个节点邻域的特征信息,这不仅大大增加了节点之间的计算数量,而且还导致用于存储中间结果的高内存使用。因此,大多数图学习算法由于其高计算和存储成本而无法有效地处理大规模问题,更不用说可能涉及数十亿条边的真实世界图了。本项目旨在通过研究基于最新理论突破的高性能谱图算法和系统来解决现代图学习任务中最紧迫的挑战。与之前谱图理论的理论研究较少关注实际算法实现和应用不同,该项目的研究人员将开发实际高效的谱图压缩算法,通过算法和系统协同优化来提高现有图学习方法的效率和解决方案质量。利用最新的异构计算设备,例如GPU、FPGA、和计算存储设备。该项目的成果将潜在地推动谱图理论、机器学习、数据分析、EDA以及高性能计算的发展。该项目还可能引发其他相关计算机科学和工程领域的新研究,如复杂系统/网络建模,计算生物学,精准医学和交通网络。调查人员将与史蒂文斯的STEM大使计划和康奈尔大学工程办公室的多样性计划合作,招募高度多样化的本科生和研究生参加这个项目,而最新的研究成果将被整合到几个研究生和高年级本科课程,以准备新一代的研究人员和实践者在高,该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的知识价值和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。

项目成果

期刊论文数量(2)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
GARNET: Reduced-Rank Topology Learning for Robust and Scalable Graph Neural Networks
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Chenhui Deng;Xiuyu Li;Zhuobo Feng;Zhiru Zhang
  • 通讯作者:
    Chenhui Deng;Xiuyu Li;Zhuobo Feng;Zhiru Zhang
An Intermediate Language for General Sparse Format Customization
  • DOI:
    10.1109/lca.2023.3262610
  • 发表时间:
    2023-07
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.3
  • 作者:
    Jie Liu-;Zhongyuan Zhao;Zijian Ding;Benjamin Brock;Hongbo Rong;Zhiru Zhang
  • 通讯作者:
    Jie Liu-;Zhongyuan Zhao;Zijian Ding;Benjamin Brock;Hongbo Rong;Zhiru Zhang
{{ 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 }}

Zhiru Zhang其他文献

Architecture and compilation for data bandwidth improvement in configurable embedded processors
可配置嵌入式处理器中数据带宽改进的架构和编译
Behavioral synthesis with activating unused flip-flops for reducing glitch power in FPGA
通过激活未使用的触发器来降低 FPGA 中的毛刺功率的行为综合
OverQ: Opportunistic Outlier Quantization for Neural Network Accelerators
OverQ:神经网络加速器的机会离群值量化
  • DOI:
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Ritchie Zhao;Jordan Dotzel;Zhanqiu Hu;Preslav Ivanov;Christopher De Sa;Zhiru Zhang
  • 通讯作者:
    Zhiru Zhang
Experiences Using the RISC-V Ecosystem to Design an Accelerator-Centric SoC in TSMC 16nm
使用 RISC-V 生态系统在 TSMC 16nm 中设计以加速器为中心的 SoC 的经验
  • DOI:
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    T. Ajayi;Khalid Al;Aporva Amarnath;Steve Dai;S. Davidson;Paul Gao;Gai Liu;Anuj Rao;A. Rovinski;Ning;Christopher Torng;Luis Vega;Bandhav Veluri;Shaolin Xie;Chun Zhao;Ritchie Zhao;C. Batten;R. Dreslinski;Rajesh K. Gupta;M. Taylor;Zhiru Zhang
  • 通讯作者:
    Zhiru Zhang
Formal Verification of Source-to-Source Transformations for HLS
HLS 源到源转换的形式验证

Zhiru Zhang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('Zhiru Zhang', 18)}}的其他基金

Collaborative Research: SHF: Medium: Differentiable Hardware Synthesis
合作研究:SHF:媒介:可微分硬件合成
  • 批准号:
    2403135
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: FMitF: Track I: DeepSmith: Scheduling with Quality Guarantees for Efficient DNN Model Execution
合作研究:FMitF:第一轨:DeepSmith:为高效 DNN 模型执行提供质量保证的调度
  • 批准号:
    2019306
  • 财政年份:
    2020
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
SHF: Small: Architectural Synthesis for Programmable Accelerators
SHF:小型:可编程加速器的架构综合
  • 批准号:
    1909661
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAPA: Collaborative Research: A Multi-Paradigm Programming Infrastructure for Heterogeneous Architectures
CAPA:协作研究:异构架构的多范式编程基础设施
  • 批准号:
    1723715
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
STARSS: Small: Automatic Synthesis of Verifiably Secure Hardware Accelerators
STARSS:小型:自动合成可验证安全的硬件加速器
  • 批准号:
    1618275
  • 财政年份:
    2016
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
CAREER: Synthesizing Highly Efficient Hardware Accelerators for Irregular Programs: A Synergistic Approach
职业:为不规则程序合成高效硬件加速器:一种协同方法
  • 批准号:
    1453378
  • 财政年份:
    2015
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Continuing Grant

相似国自然基金

复杂电子产品超精密加工及检测关键技术研究与应用
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于合成生物学的动物底盘品种优化及中试应用研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
运用组学整合技术探索萆薢分清散联合化疗治疗晚期胰腺癌的临床研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
九里香等提取物多靶向制剂抗肺癌的作用及机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
升血小板方治疗原发免疫性血小板减少症的临床研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
八髎穴微波热疗在女性膀胱过度活动症治疗中的价值研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于 miR-455-5p 介导的氧化应激机制探讨糖尿病视网膜病变中医分型治疗的临床研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于 UPLC-Q-TOF-MS/MS 分析的 异功散活性成分评价及提取工艺研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
无创电针对于痉挛型双瘫脑 瘫患儿的有效性与安全性研究:一项随机 单盲前瞻性队列研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
弹压式手法与体外冲击波治疗肱骨外上髁炎的对比研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目

相似海外基金

Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
  • 批准号:
    2331302
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: LEGAS: Learning Evolving Graphs At Scale
协作研究:SHF:小型:LEGAS:大规模学习演化图
  • 批准号:
    2331301
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Differentiable Hardware Synthesis
合作研究:SHF:媒介:可微分硬件合成
  • 批准号:
    2403134
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Efficient and Scalable Privacy-Preserving Neural Network Inference based on Ciphertext-Ciphertext Fully Homomorphic Encryption
合作研究:SHF:小型:基于密文-密文全同态加密的高效、可扩展的隐私保护神经网络推理
  • 批准号:
    2412357
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Enabling Graphics Processing Unit Performance Simulation for Large-Scale Workloads with Lightweight Simulation Methods
合作研究:SHF:中:通过轻量级仿真方法实现大规模工作负载的图形处理单元性能仿真
  • 批准号:
    2402804
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Tiny Chiplets for Big AI: A Reconfigurable-On-Package System
合作研究:SHF:中:用于大人工智能的微型芯片:可重新配置的封装系统
  • 批准号:
    2403408
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Toward Understandability and Interpretability for Neural Language Models of Source Code
合作研究:SHF:媒介:实现源代码神经语言模型的可理解性和可解释性
  • 批准号:
    2423813
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Enabling GPU Performance Simulation for Large-Scale Workloads with Lightweight Simulation Methods
合作研究:SHF:中:通过轻量级仿真方法实现大规模工作负载的 GPU 性能仿真
  • 批准号:
    2402806
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Differentiable Hardware Synthesis
合作研究:SHF:媒介:可微分硬件合成
  • 批准号:
    2403135
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Medium: Tiny Chiplets for Big AI: A Reconfigurable-On-Package System
合作研究:SHF:中:用于大人工智能的微型芯片:可重新配置的封装系统
  • 批准号:
    2403409
  • 财政年份:
    2024
  • 资助金额:
    $ 40万
  • 项目类别:
    Standard Grant
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了