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Accès ouvert déclaré 2026 conference-paper

Communication-Avoiding SpGEMM via Trident Partitioning on Hierarchical GPU Interconnect

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Rattachement africain : us, it. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

The multiplication of two sparse matrices, known as SpGEMM, is a key kernel in scientific computing and large-scale data analytics, underpinning graph algorithms, machine learning, simulations, and computational biology, where sparsity is often highly unstructured. The unstructured sparsity makes achieving high performance challenging because it limits both memory efficiency and scalability. In distributed memory, the cost of exchanging and merging partial products across nodes further constrains performance. These issues are exacerbated on modern heterogeneous supercomputers with deep, hierarchical GPU interconnects. Current SpGEMM implementations overlook the gap between intra-node and inter-node bandwidth, resulting in unnecessary data movement and synchronization not fully exploiting the fast intra-node interconnect. To address these challenges, we introduce Trident, a hierarchy-aware 2D distributed SpGEMM algorithm that uses communication-avoiding techniques and asynchronous communication to exploit the hierarchical and heterogeneous architecture of modern supercomputing interconnect. Central to Trident is the novel trident partitioning scheme, which enables hierarchy-aware decomposition and reduces internode communication by leveraging the higher bandwidth between GPUs within a node compared to across nodes. Here, we evaluate Trident on unstructured matrices, achieving up to $2.38\times$ speedup over a 2D SpGEMM with a corresponding geometric mean speedup of $1.54\times$. Trident reduces internode communication volume by up to $2\times$ on NERSC's Perlmutter supercomputer. Furthermore, we demonstrate the effectiveness of Trident in speeding up Markov Clustering, achieving up to $2\times$ speedup compared to competing strategies.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Communication-Avoiding SpGEMM via Trident Partitioning on Hierarchical GPU Interconnect
Date Crossref
05/07/2026
Éditeur
ACM
Type
proceedings-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Où se fait cette recherche

  • Cornell University Computer Science pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • University of Trento pays non établi dans la notice
    Université ou école supérieure
  • Lawrence Berkeley National Laboratory pays non établi dans la notice
    Structure de recherche

Computer Science — Cornell University, University of Trento et Lawrence Berkeley National Laboratory.

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Graph Theory and AlgorithmsParallel Computing and Optimization TechniquesInterconnection Networks and Systems

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