图遍历算法是一类典型的I/O密集型应用。在传统计算系统中,图遍历算法存在着大量的随机访存和数据移动。此外在多加速器图计算系统中,数据分布不均衡,计算单元间通信无序随机、无法预测,这些都给计算系统带来了巨大的通信开销。忆阻器ReRAM是一种新型非易失性存储器(Non-Volatile Memory,NVM),具有存储密度高、非易失性等特点,ReRAM crossbar结构能提供高效的访存。PIM(Process-InMemory)技术将计算单元放入存储单元,以提供更大的内存容量和带宽,为解决图遍历中数据移动和带宽紧张等问题提供了方向。但多加速器间无序随机的通信问题还有待进一步解决。新提出的ReGra系统是一个基于ReRAM crossbar组成的图遍历处理系统。ReGra利用PIM技术提供大内存容量和大带宽,并解决了通信开销大的问题。首先,根据图遍历算法的访存特点和ReRAM crossbar一次能够读取整行数据的特点,采用基于压缩稀疏行的紧凑连续数据存储形式。接着,提出了一个区间数据块哈希均衡图划分算法(Interval Block Hash Balance),以较低开销将图数据划分到多个处理单元(cube)内,有效降低了系统整体通信时间。针对多个cube间的大量无序随机通信,首先依据数据分布区间将通信消息聚合压缩,以减少消息数量。再者,利用循环回合式通信(Circular Round Communication)机制,在一个时间集中且方向明确的时段内进行通信。该机制有效减少了无序随机消息带来的通信和处理开销。此外,ReGra系统引入了多种缓存,既提升了数据局部性,又降低了对ReRAM crossbar的访存频率,提升了计算效率。利用z Sim和NVMain工具构建了ReGra系统仿真环境,并使用真实图数据对宽度优先算法和单源最短路径算法进行了测试。实验结果表明ReGra系统能显著提升图遍历计算的性能,且在通信开销方面显著降低。此外整个系统能耗开销明显降低。