Graph neural networks (GNNs) have emerged as a powerful framework for learning from graph-structured data. However, their efficient training remains challenging, particularly in distributed computing environments. This challenge arises from the use of message passing, which couples all graph nodes, leading to expensive optimization steps, high memory requirements, and substantial communication overhead. To alleviate these limitations, we propose a novel domain-decomposition (DD) variant of AG2m, an AdaGrad method enhanced with second-order curvature information and momentum, denoted by DD-AG2m. The proposed DD-AG2m alternates between AG2m optimization on the original (global) graph and AG2m optimization on the partitioned graphs. To incorporate global information at reduced cost, we further introduce a two-level variant (2DD-AG2m) that performs global optimization steps on a coarse graph obtained by randomly subsampling nodes within each subdomain. Numerical experiments spanning graph classification, node-level regression, and spatiotemporal forecasting tasks demonstrate that the proposed DD methods reduce the computational cost required to achieve the same predictive performance by a factor of 4-8. Moreover, for the fixed computational cost, they improve the predictive performance of GNNs by up to 22% compared with the baseline AG2m.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

系列教程GNN-algorithms之七:《图同构网络—GIN》
专知会员服务
48+阅读 · 2020年8月9日
【清华大学】图随机神经网络,Graph Random Neural Networks
专知会员服务
156+阅读 · 2020年5月26日
【图神经网络(GNN)结构化数据分析】
专知会员服务
117+阅读 · 2020年3月22日
【KDD2020】图神经网络生成式预训练
专知
23+阅读 · 2020年7月3日
Graph Neural Network(GNN)最全资源整理分享
深度学习与NLP
339+阅读 · 2019年7月9日
图神经网络(GNN)必读论文及最新进展跟踪
深度学习与NLP
28+阅读 · 2019年6月7日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Arxiv
16+阅读 · 2022年11月1日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Arxiv
18+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
相关主题
最新内容
受限仓库多智能体取送中的动态安全等待点选择
《国防技术管理》印度智库报告最新45页
专知会员服务
3+阅读 · 8月28日
《美陆军最新条令:保障行动》
专知会员服务
4+阅读 · 8月28日
算法战场:人工智能如何重新定义军事力量
专知会员服务
6+阅读 · 8月28日
《北约联邦式电子战云架构》
专知会员服务
6+阅读 · 8月27日
《美陆军野战手册:空域管理战术》
专知会员服务
10+阅读 · 8月27日
相关基金
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+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
1+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
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
11+阅读 · 2012年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员