基于CPU-Phi異構(gòu)架構(gòu)的高性能圖計(jì)算系統(tǒng).pdf

1、隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，與大數(shù)據(jù)相關(guān)的技術(shù)變革成為學(xué)術(shù)界和工業(yè)界的關(guān)注熱點(diǎn)。由于圖在描述對(duì)象之間的聯(lián)系方面具有豐富的表達(dá)能力，因此圖被廣泛的應(yīng)用在交通路線的規(guī)劃、論文著作的引用關(guān)系、安全事件分析、社交網(wǎng)絡(luò)分析、生物醫(yī)療等許多領(lǐng)域。隨著圖數(shù)據(jù)的規(guī)模越來(lái)越大，分布式大圖處理技術(shù)得到迅速發(fā)展，這些技術(shù)包括分布式圖計(jì)算模型、大圖數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理、各種高性能的圖算法、高性能圖計(jì)算系統(tǒng)等。
　　Intel Xeon Phi是Intel面向高性能計(jì)

2、算領(lǐng)域推出的一款協(xié)處理器。Phi在保持x86架構(gòu)的基礎(chǔ)上擴(kuò)展了向量計(jì)算能力，具有計(jì)算能力強(qiáng)和易于開(kāi)發(fā)的優(yōu)點(diǎn)。Cgraph是目前唯一在CPU-Phi異構(gòu)系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的圖計(jì)算系統(tǒng)，但是Cgraph在系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方面存在一些不足，如沒(méi)有充分地利用Phi的向量化計(jì)算能力、消息緩沖機(jī)制低效、沒(méi)有進(jìn)行有效的線程管理等，另外Cgraph也沒(méi)有實(shí)現(xiàn)對(duì)圖數(shù)據(jù)的在線分割。在圖分割方面，目前大多數(shù)圖計(jì)算系統(tǒng)在劃分圖數(shù)據(jù)時(shí)未考慮計(jì)算節(jié)點(diǎn)的能力差異，從而不能充分利用異

3、構(gòu)計(jì)算節(jié)點(diǎn)的計(jì)算能力。
　　本論文研究在CPU-Phi異構(gòu)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)高性能的圖計(jì)算系統(tǒng)，對(duì)于充分的利用Phi體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)去優(yōu)化圖計(jì)算做了有益的探索。論文主要工作包括以下三個(gè)方面:(1)充分利用Phi的體系結(jié)構(gòu)特點(diǎn)優(yōu)化了圖計(jì)算過(guò)程;(2)針對(duì)CPU和Phi處理能力的不同設(shè)計(jì)了架構(gòu)感知的圖分割算法;(3)基于以上技術(shù)，在CPU-Phi異構(gòu)架構(gòu)上實(shí)現(xiàn)了一個(gè)單機(jī)版圖計(jì)算系統(tǒng)Pgraph，并和Cgraph進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)比較。同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了P