基于FPGA的Push-Pull双模式图计算方法研究

发布时间：2023-03-01 19:52

　　随着大数据时代的到来,人工智能高速发展,高效地完成图的处理至关重要,图计算作为一种专用于处理图结构数据的高性能计算模式,广泛应用于社交网络、机器学习等各种领域中。现场可编程门阵列(FPGA)拥有低功耗、可定制等特性,获得理想能效的同时实现高并行处理,设计一个基于FPGA的专用图计算引擎有重要现实意义。现有的FPGA图计算系统主要存在专用于单一图算法的系统和通用图计算系统,专用于单一图算法的系统过多依赖于算法的特性,而现有的通用图计算系统没有充分考虑到不同图迭代的计算量之间的巨大差别,采用统一的计算框架完成整个图计算过程,以通用处理器的方式来设计FPGA图引擎,很难高效地完成图计算任务并充分发挥FPGA并行处理能力。基于FPGA的Push-Pull双模式图计算系统(简称FGPH)实现了全并行的Push-Pull混合模式处理机制,该机制采用执行Push、Pull两种处理方式的计算模式处理不同计算量的图迭代,并实现FPGA片上计算单元的全并行执行,消除了图计算不同执行阶段间的时间损耗。FGPH采用计算模式切换预测策略,根据图计算中数据单元状态的运行时特性来预测后续图迭代的计算模式,并在不打断...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题背景
    1.2 课题研究动机
    1.3 国内外研究现状
    1.4 论文研究内容
    1.5 论文组织结构
2 基于FPGA的 Push-Pull双模式图计算系统设计
    2.1 设计目标
    2.2 设计思路
    2.3 系统架构与处理流程
    2.4 本章小结
3 基于FPGA的 Push-Pull双模式图计算系统的实现
    3.1 边块数据结构
    3.2 混合计算模式执行机制
    3.3 计算模式切换预测机制
    3.4 本章小结
4 系统测试与结果分析
    4.1 测试环境
    4.2 测试说明
    4.3 系统测试
    4.4 本章小结
5 总结与展望
    5.1 总结
    5.2 展望
致谢
参考文献
附录1 攻读学位期间被录用的期刊论文
附录2 攻读学位期间参加的主要科研项目
附录3 攻读学位期间申请的国家发明专利



本文编号：3752136