Bridging the User-side Knowledge Gap in Knowledge-aware Recommendations with Large Language Models

本文是LLM系列文章,针对《Bridging the User-side Knowledge Gap in Knowledge-aware Recommendations with Large Language Models》的翻译。

使用大型语言模型弥合知识感知推荐中的用户侧知识差距

摘要

近年来,知识图谱作为项目侧的辅助信息被整合到推荐系统中,提高了推荐的准确性。然而,由于用户侧特征的粒度不当和固有稀缺性,构建和集成结构化用户侧知识仍然是一个重大挑战。大型语言模型(LLM)的最新进展通过利用其对人类行为的理解和广泛的现实世界知识,提供了弥合这一差距的潜力。然而,将LLM生成的信息集成到推荐系统中带来了挑战,包括噪声信息的风险和需要额外的知识迁移。在本文中,我们提出了一种基于LLM的用户端知识推理方法,以及一个精心设计的推荐框架来解决这些挑战。我们的方法采用LLM根据历史行为推断用户兴趣,将用户端信息与项目端和协作数据整合在一起,构建一个混合结构:协作兴趣知识图谱(CIKG)。此外,我们提出了一种基于CIKG的推荐框架,该框架包括用户兴趣重建模块和跨域对比学习模块,以减轻潜在的噪声并促进知识迁移。我们在三个真实世界的数据集上进行了广泛的实验,以验证我们方法的有效性。与竞争基线相比,我们的方法实现了最先进的性能,特别是对于交互稀疏的用户。

1 引言

2 相关工作

3 问题定义

4 方法

5 实验

6

论文《DTC-SpMM: Bridging the Gap in Accelerating General Sparse Matrix Multiplication with Tensor Cores》提出了一种利用NVIDIA Tensor Core技术加速通用稀疏矩阵乘法(SpMM)的方法。为了复现该论文的实验结果,需要遵循一系列系统化的步骤与方法。 ### 实验环境准备 1. **硬件平台**:需要一台配备NVIDIA GPU的机器,且GPU需支持Tensor Core技术,例如Volta、Turing或Ampere架构的GPU。 2. **软件依赖**:安装CUDA Toolkit(版本需与论文中使用的版本一致),以及cuSPARSE库,用于比较基准性能。 3. **代码仓库**:从论文作者提供的开源代码仓库(如果存在)获取源码,或自行实现论文中描述的DTC-SpMM算法[^2]。 ### 数据集准备 - **稀疏矩阵数据集**:使用标准的稀疏矩阵测试集,例如SuiteSparse稀疏矩阵集合(原名University of Florida Sparse Matrix Collection)。 - **矩阵格式**:确保所有稀疏矩阵以CSR(Compressed Sparse Row)或其他论文中指定的格式存储,以便适配Tensor Core的计算需求[^4]。 ### 算法实现 1. **Tensor Core编程**:使用CUDA编程模型,结合WMMA(Warp-level Matrix Multiply-Accumulate)API或PTX汇编实现Tensor Core加速的稀疏矩阵乘法。 2. **稀疏模式优化**:根据论文描述,设计适合Tensor Core的稀疏模式压缩与解压机制,例如将稀疏矩阵转换为适合Tile计算的结构。 3. **内存管理优化**:利用统一内存(Unified Memory)或零拷贝内存提升数据传输效率,减少主机与设备之间的数据拷贝开销[^1]。 ### 实验配置与执行 1. **编译与构建**:使用`nvcc`编译CUDA代码,并链接必要的库(如cudart、cusparse等)。 2. **性能测试**:运行不同规模的稀疏矩阵乘法任务,记录执行时间、吞吐量(GOPS)等指标。 3. **对比实验**:与cuSPARSE中的SpMM实现进行对比,评估DTC-SpMM在性能、内存带宽利用率等方面的提升效果[^3]。 ### 示例代码片段(CUDA稀疏矩阵乘法核心部分) ```cuda #include <cuda_runtime.h> #include <mma.h> using namespace nvcuda; __global__ void tensor_core_spmm_kernel(...) { // 初始化WMMA描述符 wmma::fragment<wmma::matrix_a, WMMA_M, WMMA_N, WMMA_K, wmma::precision::tf32, wmma::row_major> a_frag; wmma::fragment<wmma::matrix_b, WMMA_M, WMMA_N, WMMA_K, wmma::precision::tf32, wmma::col_major> b_frag; wmma::fragment<wmma::accumulator, WMMA_M, WMMA_N, WMMA_K, wmma::precision::tf32> c_frag; // 加载矩阵数据 wmma::load_matrix_sync(a_frag, A, lda); wmma::load_matrix_sync(b_frag, B, ldb); // 执行矩阵乘法 wmma::mma_sync(c_frag, a_frag, b_frag, c_frag); // 存储结果 wmma::store_matrix_sync(C, c_frag.data(), ldc, wmma::mem_row_major); } ``` ### 结果分析与验证 - **性能分析**:绘制不同矩阵密度、尺寸下的性能对比图,验证DTC-SpMM在各种场景下的加速效果。 - **正确性验证**:通过与cuSPARSE或CPU端密集矩阵乘法结果进行对比,确保输出结果的数值正确性。 ### 调试与问题解决 - **链接错误处理**:若在编译过程中出现如`multiple definition of yylloc`等链接错误,需检查编译器版本是否与论文中一致,必要时修改源码中的变量声明(如添加`extern`修饰符)以解决符号冲突问题[^4]。
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