搜狗搜索助力世界最快計算機(jī) 推出超算圖計算系統(tǒng)

2018年3月，搜狗搜索聯(lián)合清華大學(xué)計算機(jī)系、國家超級計算無錫中心、數(shù)學(xué)工程與先進(jìn)計算國家重點(diǎn)實(shí)驗室、卡塔爾計算研究所、國家并行計算機(jī)工程技術(shù)研究中心等國家級科研單位，共同研發(fā)推出了世界上首個基于超級計算機(jī)的超大規(guī)模圖計算系統(tǒng)——神圖。神圖系統(tǒng)大幅提升了圖計算系統(tǒng)所能夠支持的最大數(shù)據(jù)量和計算復(fù)雜度，這標(biāo)志著超大規(guī)模圖數(shù)據(jù)的計算能力實(shí)現(xiàn)了巨大的飛躍，同時，也為搜索領(lǐng)域的用戶體驗開創(chuàng)了新的篇章。

神圖系統(tǒng)的運(yùn)行環(huán)境是神威·太湖之光國產(chǎn)超級計算機(jī)，2016年6月至今，神威·太湖之光已連續(xù)4次獲得世界高性能計算機(jī)排行榜第一名，是目前世界上最快的計算機(jī)?；谏裢?middot;太湖之光超級計算機(jī)的先進(jìn)架構(gòu)，神圖攻克了大規(guī)模圖計算系統(tǒng)面臨的多項核心技術(shù)難題，針對超級計算機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)進(jìn)行了深度優(yōu)化，充分挖掘了神威·太湖之光的超寬并行架構(gòu)的計算能力，將真實(shí)任務(wù)的應(yīng)用性能提升了兩個數(shù)量級。

搜狗搜索始終著力于對前沿技術(shù)成果的推動、創(chuàng)新，致力于為用戶帶來便捷、豐富的個性化搜索體驗，滿足用戶的多元化搜索需求。搜狗搜索智能的用戶分析系統(tǒng)為神圖系統(tǒng)的研發(fā)提供了不可或缺的、全方位多角度的用戶實(shí)用場景。

神威·太湖之光超級計算機(jī) ©搜狗百科

過去，超級計算機(jī)主要用于科學(xué)與工程計算，還比較缺乏面向超大規(guī)模數(shù)據(jù)分析的非數(shù)值計算應(yīng)用。圖(Graph)能夠表達(dá)豐富關(guān)聯(lián)的關(guān)系，是搜索和人工智能領(lǐng)域中常用的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)之一。基于圖的數(shù)據(jù)挖掘算法已經(jīng)廣泛應(yīng)用于搜索系統(tǒng)的網(wǎng)頁鏈接關(guān)系分析、文檔主題建模、用戶點(diǎn)擊行為分析、實(shí)體與關(guān)系挖掘、搜索意圖理解等任務(wù)中。互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的數(shù)據(jù)規(guī)模和用戶使用頻度均在持續(xù)快速增長，這對圖計算系統(tǒng)的橫向擴(kuò)展能力提出了全新挑戰(zhàn)。現(xiàn)有分布式圖計算系統(tǒng)普遍采用按點(diǎn)劃分或按邊劃分的分布計算模式，但由于互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下數(shù)據(jù)分布遵從冪律分布，頂點(diǎn)度數(shù)存在極大的不平衡性，兩種方式都面臨嚴(yán)重的性能問題。超級計算機(jī)先進(jìn)的體系架構(gòu)和超高的計算能力為超大規(guī)模圖計算任務(wù)既帶來了機(jī)遇，也提出了挑戰(zhàn)。

例：網(wǎng)頁鏈接圖 © Marcel Salathe

從2017年開始，搜狗搜索聯(lián)合清華大學(xué)計算機(jī)系等單位，共同研發(fā)了面向超大規(guī)模圖計算的神圖系統(tǒng)。研發(fā)團(tuán)隊通過深入分析神威·太湖之光的系統(tǒng)大容量的內(nèi)存、領(lǐng)先的通信能力、以及大容量且能快速訪問的外存系統(tǒng)的優(yōu)勢，并同時充分結(jié)合超大規(guī)模圖算法的實(shí)際需要，創(chuàng)新性地提出分化的消息傳播技術(shù)、基于分組的消息分發(fā)技術(shù)、無鎖數(shù)據(jù)分發(fā)技術(shù)、基于內(nèi)存檢查點(diǎn)的高可用系統(tǒng)等多項新技術(shù)，成功研發(fā)出可支持BFS/WCC/PageRank等核心圖計算算法的神圖系統(tǒng)，計算規(guī)模可以擴(kuò)展到神威·太湖之光全部4萬個節(jié)點(diǎn)。在實(shí)際應(yīng)用中，神圖能夠充分利用上千萬核的運(yùn)算能力和各節(jié)點(diǎn)之間通信網(wǎng)絡(luò)，在12萬億條邊的真實(shí)中文網(wǎng)頁圖上完成PageRank算法的一輪計算迭代僅需21秒，與文獻(xiàn)中報道的業(yè)界最先進(jìn)水平系統(tǒng)相比，(如微軟的GraM系統(tǒng)處理1.2萬億條邊的合成圖每輪PageRank迭代需要140秒)，所處理圖數(shù)據(jù)規(guī)模增加了一個數(shù)量級，計算耗時反而縮短了一個數(shù)量級，綜合性能提升超過百倍，實(shí)現(xiàn)了圖計算節(jié)點(diǎn)規(guī)模、圖數(shù)據(jù)規(guī)模以及運(yùn)行速度上的巨大突破。

神圖系統(tǒng)的研發(fā)成功，在擴(kuò)展了國產(chǎn)超級計算機(jī)在大數(shù)據(jù)分析領(lǐng)域的應(yīng)用能力的同時，提供了更加迅捷的實(shí)驗、優(yōu)化超大規(guī)模圖算法的運(yùn)算環(huán)境。神圖系統(tǒng)更加強(qiáng)大的計算能力給人工智能等相關(guān)領(lǐng)域提供了更廣闊的探索空間。

搜狗搜索研發(fā)團(tuán)隊已經(jīng)將神圖系統(tǒng)集成、滲透到搜索大數(shù)據(jù)平臺中，新系統(tǒng)將為搜狗搜索持續(xù)優(yōu)化提供強(qiáng)有力的技術(shù)支撐和系統(tǒng)保障，為用戶實(shí)現(xiàn)更精準(zhǔn)便捷的搜索體驗。同時，搜狗搜索作為人工智能領(lǐng)域的領(lǐng)跑者，將繼續(xù)致力于推進(jìn)國產(chǎn)超級計算機(jī)和國產(chǎn)處理器產(chǎn)業(yè)，加速扭轉(zhuǎn)我國計算機(jī)領(lǐng)域核心技術(shù)和信息安全上受制于人的局面。

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