Graph Neural Networks (GNN) have demonstrated state-of-the-art performance in numerous scientific and high-performance computing (HPC) applications. Recent work suggests that "souping" (combining) individually trained GNNs into a single model can improve performance without increasing compute and memory costs during inference. However, existing souping algorithms are often slow and memory-intensive, which limits their scalability. We introduce Learned Souping for GNNs, a gradient-descent-based souping strategy that substantially reduces time and memory overhead compared to existing methods. Our approach is evaluated across multiple Open Graph Benchmark (OGB) datasets and GNN architectures, achieving up to 1.2% accuracy improvement and 2.1X speedup. Additionally, we propose Partition Learned Souping, a novel partition-based variant of learned souping that significantly reduces memory usage. On the ogbn-products dataset with GraphSAGE, partition learned souping achieves a 24.5X speedup and a 76% memory reduction without compromising accuracy.


翻译:图神经网络(GNN)在众多科学计算与高性能计算(HPC)应用中展现出最先进的性能。近期研究表明,将独立训练的多个GNN模型通过"集成"方式合并为单一模型,可在不增加推理阶段计算与内存开销的前提下提升性能。然而,现有集成算法通常存在速度缓慢与内存占用过高的问题,限制了其可扩展性。本文提出基于梯度下降的GNN学习型集成策略,相比现有方法显著降低了时间与内存开销。我们在多个开放图基准(OGB)数据集和GNN架构上进行评估,该方法最高可获得1.2%的精度提升和2.1倍的加速效果。此外,我们提出分区学习型集成——一种基于分区的新型变体方法,可大幅降低内存使用。在ogbn-products数据集与GraphSAGE架构的实验中,分区学习型集成在保持精度的同时实现了24.5倍加速和76%的内存缩减。

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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
3+阅读 · 2016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
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 · 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
2+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
12+阅读 · 2024年4月16日
Arxiv
21+阅读 · 2023年7月12日
Arxiv
29+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Principal Neighbourhood Aggregation for Graph Nets
Arxiv
17+阅读 · 2020年6月7日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28日
VIP会员
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
meta learning 17年:MAML SNAIL
CreateAMind
11+阅读 · 2019年1月2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
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
相关论文
Arxiv
12+阅读 · 2024年4月16日
Arxiv
21+阅读 · 2023年7月12日
Arxiv
29+阅读 · 2023年2月10日
Arxiv
76+阅读 · 2022年3月26日
Arxiv
14+阅读 · 2021年7月20日
Principal Neighbourhood Aggregation for Graph Nets
Arxiv
17+阅读 · 2020年6月7日
Geometric Graph Convolutional Neural Networks
Arxiv
10+阅读 · 2019年9月11日
Arxiv
17+阅读 · 2019年3月28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
3+阅读 · 2016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
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 · 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
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员