論文の概要: An FPGA-Based Accelerator for Graph Embedding using Sequential Training Algorithm
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2312.15138v2
- Date: Mon, 29 Apr 2024 14:02:47 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-01 00:05:37.007883
- Title: An FPGA-Based Accelerator for Graph Embedding using Sequential Training Algorithm
- Title(参考訳): 逐次学習アルゴリズムを用いたグラフ埋め込みのためのFPGAベースの加速器
- Authors: Kazuki Sunaga, Keisuke Sugiura, Hiroki Matsutani,
- Abstract要約: デプロイ後のグラフ構造の変化を処理するために,オンラインシーケンシャルトレーニングアルゴリズムと node2vec を組み合わせることを提案する。
提案されたFPGA実装は、ARM Cortex-A53 CPUのオリジナルのモデルと比較して最大205.25倍の高速化を実現している。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 0.8403582577557918
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: A graph embedding is an emerging approach that can represent a graph structure with a fixed-length low-dimensional vector. node2vec is a well-known algorithm to obtain such a graph embedding by sampling neighboring nodes on a given graph with a random walk technique. However, the original node2vec algorithm typically relies on a batch training of graph structures; thus, it is not suited for applications in which the graph structure changes after the deployment. In this paper, we focus on node2vec applications for IoT (Internet of Things) environments. To handle the changes of graph structures after the IoT devices have been deployed in edge environments, in this paper we propose to combine an online sequential training algorithm with node2vec. The proposed sequentially-trainable model is implemented on an FPGA (Field-Programmable Gate Array) device to demonstrate the benefits of our approach. The proposed FPGA implementation achieves up to 205.25 times speedup compared to the original model on ARM Cortex-A53 CPU. Evaluation results using dynamic graphs show that although the accuracy is decreased in the original model, the proposed sequential model can obtain better graph embedding that achieves a higher accuracy even when the graph structure is changed.
- Abstract(参考訳): グラフ埋め込みは、固定長の低次元ベクトルを持つグラフ構造を表現する新しいアプローチである。
node2vecは、ランダムウォーク手法を用いて、あるグラフ上の隣接ノードをサンプリングすることにより、そのようなグラフ埋め込みを得るためのよく知られたアルゴリズムである。
しかし、元の node2vec アルゴリズムは一般的にグラフ構造のバッチトレーニングに依存しているため、配置後にグラフ構造が変化するアプリケーションには適していない。
本稿では、IoT(Internet of Things)環境のためのnode2vecアプリケーションに焦点を当てる。
本稿では,IoTデバイスがエッジ環境にデプロイされた後のグラフ構造の変化に対処するため,オンラインシーケンシャルトレーニングアルゴリズムと node2vec を組み合わせることを提案する。
提案した逐次学習可能なモデルはFPGA(Field-Programmable Gate Array)デバイス上に実装され,提案手法の利点を実証する。
提案されたFPGA実装は、ARM Cortex-A53 CPUのオリジナルのモデルと比較して最大205.25倍の高速化を実現している。
動的グラフを用いた評価の結果、元のモデルでは精度が低下するが、提案したシーケンシャルモデルはグラフ構造が変更されても高い精度でグラフ埋め込みが得られることを示す。
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