作为人工智能最前沿的技术之一,图深度学习被公认是人工智能认识世界实现因果推理的关键,也是深度学习未来发展的方向。但深度学习对图数据模型的支持性差一直是众多研究者难以攻克的难点,因此图深度学习在实际生产中一直难以得到普及。
不过,图深度学习的瓶颈即将被打破。华为云计划9月推出的一站式AI开发平台ModelArts多个关键新特性中,将新增图深度学习功能。ModelArt联合图引擎打造的“图神经网络”,让图深度学习真正落地,加速实现普惠AI。
强大图引擎助力突破图深度学习瓶颈
尽管图深度学习的前沿性和重要性已受到业界普遍认同,但是在实际落地过程中存在诸多困难:
▶已知的图神经网络(GNN)框架多从深度学习框架衍生图的数据组织,但深度学习框架本身对非规则数据考虑欠周,不会提供原生的图数据的支持,存在图数据访问中数据局部性差和对延时敏感等问题。
▶某些开源框架中,真正用于训练的计算时间仅占20%~40%,一天之中大量的时间都在等待,并且占用大量的资源数据局部采样、负样本采集等IO密集的操作,人力、时间、资金成本耗费巨大,利用率极低;在图规模大时尤为如此,严重影响了系统端到端的性能。
想要突破图深度学习的瓶颈,就必须有一个强大的图分析引擎来弥补深度学习的缺陷。
华为云GES图引擎高性能图计算平台,最大支持万亿规模图查询,查询分析一体化,兼顾图计算和图查询的高并发、低延时要求;能对接标准的查询接口和查询语言;可集成实现计算、查询、存储等一体化功能需求。并且拥有丰富的图分析算法,充分满足关系分析、关系挖掘,路径规划等图深度学习场景需求。
Ewya图引擎重新审视了图神经网络的数据访问模式,以及潜在的端到端性能制约因素,进而创新的设计了属性图数据模型上的机器学习原生支持,开发了新型的高性能图神经网络(或称为图深度学习)平台能力,并成功对图深度学习技术存在的缺陷做出突破。
当遭遇百亿边以上规模的大图时,华为云图引擎分布式优化Parallel Sliding Window(PSW)的图计算框架能够高效加载图数据,并且兼顾图计算与点查询效率,使用基于边集流(edge-set)的块状数据组织合理的组织数据;实现秒级多跳查询。以ModelArts中的高效神经网络训练算子为基础,结合GES既有的高性能图计算框架平台能力,构建了图深度学习的新框架,将GNN的训练过程高度并行化,提升了系统的总体吞吐量,极大缩短了训练时间。
凭借高性能,丰富功能性算法、图优化算法的加持,Eywa图引擎使以往难以实现的高难度图分析成为可能,并把高效的图计算应用在城市工业生产,管道监控,商品推荐,社交推荐,项目分析,企业洞察,知识图谱,金融风险管控,企业IT应用,关系挖掘等多项领域并获得客户的广泛认可。正因如此,Eywa图引擎成为华为云实现图深度学习落地的最强支柱。
双重黑科技加持的的华为云图深度学习
作为ModelArts的关键新特性之一,ModelArts图深度学习的核心是华为云图神经网络,底层则是业界领先的华为云GES图引擎和ModelArts深度学习技术,可以说是强强联合。
华为云图引擎曾获得2018年数博会“新技术”和“黑科技”两大奖项。华为云一站式AI开发平台ModelArts则夺得2019年数博会“黑科技”奖和全球智博会产品金奖。
结合华为云两大重量级人工智能技术,经历漫长时间研发与测试,在2019中国人工智能峰会(CAIS 2019)上,“华为云新型图神经网络平台”斩获了峰会最高奖项——紫金龙蟠奖。这也标志着ModelArts图深度学习服务的推出已经做好了准备。
ModelArts图深度学习典型应用场景
华为云图神经网络搭配高效神经网络训练算子构建了ModelArts图深度学习新框架,充分解决图深度学习计算性能低,学习耗时长,算法场景少的难题,实现一体化的图神经网络处理、大规模图分析、图数据存储管理和企业级图神经网络分析的能力。
以图深度学习典型应用场景——交通业务为例,路网信息可以抽象为图结构。将图结构状态下的路网信息进行建模,在交通模拟的基础上,ModelArts图深度学习能提供关键道路、拥堵预测、因果分析、区域划分等分析任务的支持。
此外,利用图深度学习GCN建模道路上的多维属性,能有效预测了道路拥堵情况,准确率达93%,算法效率比开源框架提升8~10倍。
图网络可从多源数据中构建用户关系图,采用图深度学习等技术挖掘犯罪团伙、人与事件/物品关系,重点人员关系变化,如工地安全帽检测和识别: ModelArts图深度学习支持多样性数据输入,可以进行各类图像之间的关系表达;大幅度减小传统检测中繁琐的对比操作,降低人工成本。快速准确捕捉视频/图像内容关联性,提供高效的安全监测服务。大数据规模下检测速度更快;可以实现非监督/弱监督/小样本下的异常检测,有效解决监督信息获取困境,提高生产、运营安全等级。
金融业务场景下,ModelArts图深度学习可以从用户资金交易、关系网络、媒介关系中挖掘欺诈、洗钱、循环转账、信用卡Tao现等行为。通过图深度学习算法,结合图的可视化手段,帮助分析网络中的异常交易行为,相比CNN算法精度提升5%以上。
9月18日-20日,一年一度的华为全联接大会(HUAWEI CONNECT 2019)将在上海世博中心世博展览馆隆重开幕。本次华为全联接大会以“共创智能新高度”为主题,将发布云和AI的最新产品与解决方案,分享如何应用云和AI的技术,推进数字化转型的最新实践。此次大会上,ModelArts图深度学习也将作为重头戏为大家展示。
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