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

基本信息

  • 批准号:
    2333645
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 50万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2022
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2022-10-01 至 2024-09-30
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This research project aims to develop high-performance systems and architectures for graph pattern mining, which the key component for various applications, including mining biochemical structures, finding biological conserved subnetworks, finding functional modules, program control-flow analysis, intrusion network analysis, mining communication graphs, social-network analysis, anomaly detection, and mining XML structures. High-performance graph pattern mining enables fundamental scientific research advance. The research is motivated by the need for scaling to large graphs and patterns; the significant gap between the fastest algorithm and general graph pattern mining systems; and the inefficiency in current computer architectures when executing such workloads. The project vertically advances the field by seeking synergies between algorithm, system, architecture, and hardware implementations. The project provides research opportunities to female, minority and undergraduate students to enhance the broader participation of computer science education. In particular, the project involves non-CS major students, introducing them to graph-analytics techniques to solve problems in science and engineering. This research takes a top-down approach, starting from algorithms and developing efficient graph pattern mining systems and architectures. Based on pattern-decomposition algorithms, it develops efficient and general system mechanisms and compiler optimizations with an accurate cost model. To support distributed graph pattern mining with partitioned graphs, it proposes the idea of breaking down pattern-enumeration algorithms to small tasks with a key abstraction, extendable embedding, and builds an efficient execution model to overlap the communication and computation. At the architecture level, the research proposes novel instruction-set extensions and architectural components to support the stream and intersection operations. The proposed techniques will be implemented in two hardware prototypes: (1) a RISC-V processor with an instruction-set extension for stream and intersection operations; and (2) a distributed FPGA accelerator for graph pattern mining with extendable embedding as the primitive. The research outcomes will be published in top system and architecture conferences. The project will deliver several open-source graph pattern mining systems, architecture simulators and hardware prototypes.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.
该研究项目旨在开发用于图形模式挖掘的高性能系统和架构,这是各种应用程序的关键组成部分,包括采矿生化结构,寻找生物保守的子网,查找功能模块,程序控制流量分析,入侵网络分析,挖掘网络分析,挖掘图形分析,社交网络分析,社交网络分析,Anomaly检测和XMLEST XML结构。高性能图模式采矿使基本的科学研究提前。这项研究是由于需要扩展到大图和模式而进行的。最快的算法和一般图形模式挖掘系统之间的显着差距;以及执行此类工作负载时当前计算机体系结构的效率低下。该项目通过在算法,系统,体系结构和硬件实现之间寻求协同作用来垂直提高该领域。该项目为女性,少数民族和本科生提供了研究机会,以增强计算机科学教育的广泛参与。特别是,该项目涉及非CS主要学生,并将其引入图形分析技术以解决科学和工程学的问题。这项研究采用了自上而下的方法,从算法开始,开发有效的图形模式挖掘系统和体系结构。基于模式分解算法,它通过准确的成本模型开发了高效且一般的系统机制和编译器优化。为了用分区图支持分布式图形模式挖掘,它提出了将模式 - 数字算法分解为使用键抽象,可扩展嵌入的小任务的想法,并构建有效的执行模型以重叠通信和计算。在体系结构层面,研究提出了新颖的教学集扩展和建筑组件,以支持流和交点操作。所提出的技术将在两个硬件原型中实现:(1)带有指令集扩展的RISC-V处理器,用于流和交点操作; (2)用于图形挖掘的分布式FPGA加速器,可扩展嵌入为原始。研究成果将发表在顶级系统和建筑会议上。该项目将提供几种开源图形模式挖掘系统,建筑模拟器和硬件原型。该奖项反映了NSF的法定任务,并使用基金会的知识分子优点和更广泛的影响评估标准,认为值得通过评估来获得支持。

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)

暂无数据

数据更新时间:2024-06-01

Xuehai Qian其他文献

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
    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
    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
    Song Han
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
    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
    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
    Song Han
ReversiSpec: Reversible Coherence Protocol for Defending Transient Attacks
ReversiSpec:用于防御瞬态攻击的可逆一致性协议
  • DOI:
  • 发表时间:
    2020
    2020
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    You Wu;Xuehai Qian
    You Wu;Xuehai Qian
  • 通讯作者:
    Xuehai Qian
    Xuehai Qian
Hybrid Gate-Pulse Model for Variational Quantum Algorithms
变分量子算法的混合门脉冲模型
  • DOI:
  • 发表时间:
    2022
    2022
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    Zhiding Liang;Zhixin Song;Jinglei Cheng;Zichang He;Ji Liu;Hanrui Wang;Ruiyang Qin;Yiru Wang;Song Han;Xuehai Qian;Yiyu Shi
    Zhiding Liang;Zhixin Song;Jinglei Cheng;Zichang He;Ji Liu;Hanrui Wang;Ruiyang Qin;Yiru Wang;Song Han;Xuehai Qian;Yiyu Shi
  • 通讯作者:
    Yiyu Shi
    Yiyu Shi
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
共 11 条
  • 1
  • 2
  • 3
前往

Xuehai Qian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
    2333009
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    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
    2331038
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
    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
    2127543
  • 财政年份:
    2021
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    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
    1919289
  • 财政年份:
    2019
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    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
    1750656
  • 财政年份:
    2018
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Continuing Grant
    Continuing Grant
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
  • 批准号:
    1717754
    1717754
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    Standard 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
    1717984
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    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
    1657333
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    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
    1720467
  • 财政年份:
    2017
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    Standard Grant

相似国自然基金

SERT-nNOS蛋白相互作用的结构基础及其小分子互作抑制剂的设计、合成及快速抗抑郁活性研究
  • 批准号:
    82373728
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
APOE调控小胶质细胞脂代谢模式在ASD认知和社交损伤中的作用及机制研究
  • 批准号:
    82373597
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    49 万元
  • 项目类别:
    面上项目
小胶质细胞外泌体通过miR-486抑制神经元铁死亡介导电针修复脊髓损伤的机制研究
  • 批准号:
    82360454
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
CUL4B正反馈调控FOXO3a-FOXM1通路促进非小细胞肺癌放疗抵抗的机制研究
  • 批准号:
    82360584
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目
葡萄糖饥饿条件下AMPK-CREB-PPA1信号通路促进非小细胞肺癌细胞增殖的分子机制研究
  • 批准号:
    82360518
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    32 万元
  • 项目类别:
    地区科学基金项目

相似海外基金

SHF: Small: Predictable Performance for Just-in-Time Compilation
SHF:小型:可预测的即时编译性能
  • 批准号:
    2139612
    2139612
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Exploiting Performance Correlations for Accurate and Low-cost Performance Testing for Serverless Computing
协作研究:SHF:小型:利用性能相关性对无服务器计算进行准确且低成本的性能测试
  • 批准号:
    2155096
    2155096
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    Standard Grant
SHF: Small: Methods, Workflows, and Data Commons for Reducing Training Costs in Neural Architecture Search on High-Performance Computing Platforms
SHF:小型:降低高性能计算平台上神经架构搜索训练成本的方法、工作流程和数据共享
  • 批准号:
    2223704
    2223704
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Rethinking Performance Variation for Emerging Applications - An Application-centric and Cross-layer Approach
协作研究:SHF:小型:重新思考新兴应用程序的性能变化 - 以应用程序为中心的跨层方法
  • 批准号:
    2134202
    2134202
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    Standard Grant
Collaborative Research: SHF: Small: Rethinking Performance Variation for Emerging Applications - An Application-centric and Cross-layer Approach
协作研究:SHF:小型:重新思考新兴应用程序的性能变化 - 以应用程序为中心的跨层方法
  • 批准号:
    2134203
    2134203
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    $ 50万
    $ 50万
  • 项目类别:
    Standard Grant
    Standard Grant