面向自旋存内计算架构的图算法优化设计

来源：电子与信息学报杂志2023年第9期北京时间：

作者：王雪岩, 陈序航, 贾小涛, 杨建磊, 屈钢, 赵巍胜

单位：1.北京航空航天大学集成电路科学与工程学院 北京 1001912.北京航空航天大学计算机学院 北京 1001913.马里兰大学帕克分校电子与计算机工程系 马里兰州 20742

摘要：图计算广泛应用于社交网络分析、推荐系统等诸多关键领域，然而，传统的大规模图计算系统面临冯诺依曼架构下访存带来的性能瓶颈。新型存内计算架构成为加速大规模图计算非常有前景的方案，尤其是非易失自旋磁存储器(MRAM)具备超高耐擦写性和超快写入等优点，可使图计算的存内实现更为高效。实现这种潜力的关键挑战之一是如何优化存内计算架构下的图算法设计。该文的前期工作表明，三角形计数算法和图连通分量计算算法可以通过按位运算实现，从而高效地部署在自旋存内处理核中加速。该文探索了更多图算法的优化实现，例如单源最短路径、K-core、链路预测，并提出了面向新型存内计算架构的图算法优化设计模型。该研究对于突破冯诺依曼架构下大规模图计算的内存访问瓶颈具有关键意义。

关键词：图计算, 存内计算架构, 位逻辑运算, 自旋磁存储器

基金资助：国家自然科学基金(62004011, 62006011, U20A20204, 62072019)