Subgraph matching is a core operation in graph analytics, supporting a broad spectrum of applications from social network analysis to bioinformatics. Recent GPU-based approaches accelerate subgraph matching by leveraging parallelism but rely on a coarse-grained execution model that suffers from scalability and efficiency issues due to high memory overhead and thread underutilization. In this paper, we propose gMatch, a hardware-efficient subgraph matching approach on GPUs. gMatch introduces a fine-grained execution model that reduces memory consumption and enables flexible task scheduling among threads. We further design warp-level batch exploration and lightweight load balancing to improve execution efficiency and scalability. Experiments on diverse workloads and real-world datasets show that gMatch outperforms state-of-the-art subgraph matching methods, including STMatch, T-DFS, and EGSM, in both performance and scalability. We also compare against state-of-the-art systems for mining small patterns, such as BEEP and G$^2$Miner. While these systems achieve better performance on small datasets, gMatch scales to substantially larger queries and datasets, where existing approaches degrade or fail to complete.


翻译:子图匹配是图分析中的核心操作,支持从社交网络分析到生物信息学的广泛应用。近期基于GPU的方法通过利用并行性加速子图匹配,但依赖于粗粒度执行模型,因内存开销高和线程利用率不足而面临可扩展性和效率问题。本文提出gMatch,一种GPU上的硬件高效子图匹配方法。gMatch引入细粒度执行模型,降低内存消耗并实现线程间灵活的任务调度。我们进一步设计warp级批量探索和轻量级负载均衡,以提升执行效率和可扩展性。在多样化负载和真实世界数据集上的实验表明,gMatch在性能和可扩展性上均优于最先进的子图匹配方法,包括STMatch、T-DFS和EGSM。我们还与用于小模式挖掘的最先进系统(如BEEP和G$^2$Miner)进行了对比。尽管这些系统在小数据集上表现更优,但gMatch可扩展到显著更大的查询和数据集,而现有方法在此类场景下性能下降或无法完成。

0
下载
关闭预览

相关内容

面向多GPU的图神经网络训练加速
专知会员服务
24+阅读 · 2023年1月19日
北大邹磊:图数据库中的子图匹配算法
专知会员服务
21+阅读 · 2022年4月21日
深度学习应用在图像匹配的效果如何?
中国图象图形学报
10+阅读 · 2019年6月11日
Github热门图深度学习(GraphDL)源码与框架
新智元
21+阅读 · 2019年3月19日
深度文本匹配开源工具(MatchZoo)
机器学习研究会
10+阅读 · 2017年12月5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
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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
美国从乌克兰无人机战争中学习经验
专知会员服务
1+阅读 · 今天15:03
ICML 2026 | 面向视觉语言模型的语义鲁棒性认证
专知会员服务
0+阅读 · 今天14:31
学习数据的几何:形状空间分析数学综述
专知会员服务
8+阅读 · 6月17日
定向能反无人机系统最新发展动态
专知会员服务
10+阅读 · 6月17日
相关VIP内容
面向多GPU的图神经网络训练加速
专知会员服务
24+阅读 · 2023年1月19日
北大邹磊:图数据库中的子图匹配算法
专知会员服务
21+阅读 · 2022年4月21日
相关基金
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
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
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
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员