With the ever-growing popularity of Graph Neural Networks (GNNs), efficient GNN inference is gaining tremendous attention. Field-Programming Gate Arrays (FPGAs) are a promising execution platform due to their fine-grained parallelism, low-power consumption, reconfigurability, and concurrent execution. Even better, High-Level Synthesis (HLS) tools bridge the gap between the non-trivial FPGA development efforts and rapid emergence of new GNN models. In this paper, we propose GNNHLS, an open-source framework to comprehensively evaluate GNN inference acceleration on FPGAs via HLS, containing a software stack for data generation and baseline deployment, and FPGA implementations of 6 well-tuned GNN HLS kernels. We evaluate GNNHLS on 4 graph datasets with distinct topologies and scales. The results show that GNNHLS achieves up to 50.8x speedup and 423x energy reduction relative to the CPU baselines. Compared with the GPU baselines, GNNHLS achieves up to 5.16x speedup and 74.5x energy reduction.


翻译:随着图神经网络(GNN)的日益普及,高效的GNN推理正受到广泛关注。现场可编程门阵列(FPGA)因其细粒度并行性、低功耗、可重构性和并发执行能力,成为一种极具潜力的执行平台。更重要的是,高层次综合(HLS)工具弥合了FPGA开发中非平凡的工作量与新型GNN模型快速涌现之间的鸿沟。本文提出GNNHLS,一个用于全面评估基于FPGA的GNN推理加速的开源框架(通过HLS实现),包含用于数据生成和基线部署的软件栈,以及6个精心调优的GNN HLS内核的FPGA实现。我们在4个具有不同拓扑结构和规模的图数据集上评估了GNNHLS。结果表明,相较于CPU基线,GNNHLS实现了高达50.8倍的加速比和423倍的能耗降低;相较于GPU基线,GNNHLS实现了高达5.16倍的加速比和74.5倍的能耗降低。

0
下载
关闭预览

相关内容

FlowQA: Grasping Flow in History for Conversational Machine Comprehension
专知会员服务
34+阅读 · 2019年10月18日
Stabilizing Transformers for Reinforcement Learning
专知会员服务
60+阅读 · 2019年10月17日
《DeepGCNs: Making GCNs Go as Deep as CNNs》
专知会员服务
32+阅读 · 2019年10月17日
Keras François Chollet 《Deep Learning with Python 》, 386页pdf
专知会员服务
164+阅读 · 2019年10月12日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
0+阅读 · 2023年11月14日
Arxiv
22+阅读 · 2021年12月2日
Arxiv
16+阅读 · 2021年3月2日
VIP会员
最新内容
《通往人工通用智能之路上的均衡策略》
专知会员服务
2+阅读 · 今天14:22
《人工智能与军事整合:现状与未来风险》报告
专知会员服务
3+阅读 · 今天14:12
《Palantir的科技生态系统》
专知会员服务
14+阅读 · 6月2日
《反无人机系统传感器融合》90页报告
专知会员服务
16+阅读 · 6月2日
运用人工智能与卫星通信驱散“战争迷雾”
专知会员服务
8+阅读 · 6月2日
相关资讯
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Transferring Knowledge across Learning Processes
CreateAMind
29+阅读 · 2019年5月18日
强化学习的Unsupervised Meta-Learning
CreateAMind
18+阅读 · 2019年1月7日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
STRCF for Visual Object Tracking
统计学习与视觉计算组
15+阅读 · 2018年5月29日
Focal Loss for Dense Object Detection
统计学习与视觉计算组
12+阅读 · 2018年3月15日
可解释的CNN
CreateAMind
18+阅读 · 2017年10月5日
IJCAI | Cascade Dynamics Modeling with Attention-based RNN
KingsGarden
13+阅读 · 2017年7月16日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
国家自然科学基金
13+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员