초록

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그래프 분할문제에서 대량의 그래프 데이터를 처리하는 것은 계산에서 걸리는 시간보다 파일 입출력을 수행하는 데 걸리는 시간의 비중이 크다. 본 논문은 수행 속도와 분할 성능에 있어서 우수한 그래프 분할 알고리즘 중 하나인 Multilevel Graph Partitioning에 대해 입출력 효율을 높일 수 있도록 확장하는 기법을 제안하고 그 구현에 대해 기술한다. 그래프를 컴퓨터의 가용 메모리를 기준으로 서브 그래프로 나누어 메모리 참조의 지역성이 향상되도록 기존의 Multilevel Graph Partitioning을 확장 하였다. 기존의 방식과 제안된 방식을 테스트 그래프들에 적용하여 그 수행시간을 비교한 결과 그래프 데이터의 크기가 컴퓨터의 주 메모리의 용량에 비해 어느 수준 이상으로 커지면서 제안된 알고리즘이 기존의 방식보다 수행시간에 있어서 좋은 결과를 보인다.

그래프 분할문제에서 대량의 그래프 데이터를 처리하는 것은 계산에서 걸리는 시간보다 파일 입출력을 수행하는 데 걸리는 시간의 비중이 크다. 본 논문은 수행 속도와 분할 성능에 있어서 우수한 그래프 분할 알고리즘 중 하나인 Multilevel Graph Partitioning에 대해 입출력 효율을 높일 수 있도록 확장하는 기법을 제안하고 그 구현에 대해 기술한다. 그래프를 컴퓨터의 가용 메모리를 기준으로 서브 그래프로 나누어 메모리 참조의 지역성이 향상되도록 기존의 Multilevel Graph Partitioning을 확장 하였다. 기존의 방식과 제안된 방식을 테스트 그래프들에 적용하여 그 수행시간을 비교한 결과 그래프 데이터의 크기가 컴퓨터의 주 메모리의 용량에 비해 어느 수준 이상으로 커지면서 제안된 알고리즘이 기존의 방식보다 수행시간에 있어서 좋은 결과를 보인다.

AI 본문요약

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• 연구 주제
• 연구 방법
• 연구 결과

문제 정의

• 본 논문에서는 주 메모리에 비해 큰 메모리豊 요구하는 그래프 데이터에 대해 그래프의 볼룩화H 홍해 I/O₁ 효율적으로 처리 할 수 있는 확장된 Multilevel 그래프 분할 기법윻 제안하였다. 이는 병렬화 기법에서 쓰이는 묜제의 뵬륵화와는 달리 입출력 芸율성에 중점을 둔 기법으로 분산 메모리 형태의 병렬 처리에 도 그대로 적용될 수 있다.
• 실제로 데이터의 입출력을 운명체제의 메모리 정책에 전적으로 위임하지 않고 알고리즘 자체적으로 명시적인 입출력 스케줄림을 해주는 Out-of-Core 알고리즘이 FFT (Fast Fourier Transform)에 적 용도어 그 효과가 입증되었다[3]. 본 논문에서는 최근에 가장 주목 받는 래프 분할 알고리즘인 m비비ev시 알고리즘을 방대 한 그래프 데이터률 입출력 효과적으로 처리할 수 있도록 확장 하는 기법을 제안한다. 큰 용량의 그래프 데이터를 컴퓨터의 가용 메도리룔 기준으로 블록화하여 각 블록에 대해 입춯력을 수 행하고 명시적인 입출력올 행함으로써 과일 입추력의 빈도수룔 줄여 전체 수행 시간읋 줗일 수 있도록 하였다.

제안 방법

• 가용 메모리보다 큰 그래프症 나누어 각 墨훅 그래프에 대하여 압훅을 적용핳 수 있기 위해서논 우선 각 是훅 그래프의 연결관계가 유지되어야 하므로 경계부분 edge들을 따로 관리할 수 있는 bndadjl, bndadj2 배옅요 추가하고 전체적인 星륵의 분포霍 distVtx 배월로 표현하도록 하였파. 그림 4는 이러한 자료 구조 의 용례餐 보이고 있다.
• 이런 계산은 그래프 자료가 커져 주 에오리 상에 다 올라詈 수 없뇬 경우에는 과도한 I/O가 발생하여 전체 수행 시간을 영향읗 미치게 된다. 그래프의 크기가 커질수륙 수행 시간에 미치논 영향은 급진적으로 커지계 되으로, 본 논문에用는 래프가 차지하는 용량이 주 메모리 보다 큰 경우 그래프* 나노어 각 서브 그래프에 대하여 그래프 매칭과 압축을 수행할 수 있도善 기존의 방법요 확장하는 기법옿 제안한다. 이헣게 함으로써 매침 및 압축 수행 시 과도한 페이지 푷토가 발생핳 소지養 줗여서 전체 수행 시간옿 개선 할 수 있도隽 하였다.
• 본 논문에서는 최근에 가장 주목 받는 래프 분할 알고리즘인 m비비ev시 알고리즘을 방대 한 그래프 데이터률 입출력 효과적으로 처리할 수 있도록 확장 하는 기법을 제안한다. 큰 용량의 그래프 데이터를 컴퓨터의 가용 메도리룔 기준으로 블록화하여 각 블록에 대해 입춯력을 수 행하고 명시적인 입출력올 행함으로써 과일 입추력의 빈도수룔 줄여 전체 수행 시간읋 줗일 수 있도록 하였다.

성능/효과

• 그림에서와 같이 LHR7K257MB)까지는 거의 비숫하거나 긴 수행 시간 을 보이다가 PWTK(596MB)부터 제안 방법의 수행 시간이 짧아 지기 시작하여 큰 용량의 그래프 데이터에 대해서 월등히 짧은 수행 시간윻 보이고 있다. 즉 가용 메모리에 비해 요구 데이터가 클수룩 입출력에 소모되뉸 시간이 급진적으로 증가하여 제안된 기법의 호과가 극명하게 드러나고 있다.

후속연구

• 앞으로 병렬화 그래프 분할의 경우에 적합한 I/O 초号적인 기법을 고안하여 구현하고 그 효과H 고찰하는 것이 필요하다.

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