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$\text {GPUSCAN}^{++}$: Efficient Structural Graph Clustering on GPUs

delete2025-09-01
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PRE
AI
袁龙 封面图
袁龙 (Long Yuan)
Z
Zeyu Zhou
Z
Zi Chen
林
林学民 (Xuemin Lin)
X
Xiang Zhao
F
Fan Zhang
DOI:10.1109/TPDS.2025.3582996delete
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摘要

摘要

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结构聚类是图聚类方法中最流行的之一,利用GPU取得了显著性能提升。尽管如此,基于GPU的先进结构聚类算法GPUSCAN仍存在效率问题,因为并行化引入了大量额外开销。此外,GPUSCAN假设图驻留在GPU内存中。然而,当前GPU内存容量有限,而许多真实世界图规模庞大,无法装入GPU内存,这使得GPUSCAN无法处理大型图。受此启发,本文提出了一种新的基于GPU的结构聚类算法GPUSCAN++。为解决效率问题,我们提出了一种适用于GPU的新型渐进聚类方法,该方法不仅避免了高昂的并行化开销,还充分利用了GPU的计算资源。为解决GPU内存限制问题,我们提出了一种基于分区的结构聚类算法,能够在有限GPU内存下处理大型图。我们在真实图上进行了实验,结果表明,当图能驻留在GPU内存中时,我们的算法相比当前最先进的基于GPU的算法可达到最高168倍加速。此外,我们的算法可扩展以处理大型图。例如,我们的算法能在不到2 GB GPU内存下完成一个包含18亿边的图的结构聚类。
Keyword:
Structural graph clustering
GPU
graph algorithm

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