その他の計算機科学 · 2026年11月9日(月)

分散計算、ゲーム理論、情報理論など。

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arXiv cs.DC · cond-mat.stat-mech · cs.SI

Resetting-based designated information distribution

説明リセット機構に基づく指定情報の配布

要約この論文は、ランダムなゴシップ型通信を行うn個のノードからなるネットワークで、指定されたr個のノードに速度βのリセット機構を導入する場合を研究している。βが小さく時間が十分長い極限では、全ノード値の総和の期待値は、指定されたr個のノードの初期値の総和のn/r倍に漸近的に等しくなることを示している。また、その漸近状態への収束速度を解析し、有限時間・有限βにおける期待総和の近似的な高確率信頼区間を与えている。

Xiaojuan Ma, Yan Wang, Indranil Gupta

arXiv cs.IT · cs.NI · eess.SP

Reference-Dependent Utility Optimization for Goal-Oriented Communication Systems

説明目標指向型通信システムのための参照依存効用最適化

要約本論文は、参照依存のユーザー効用によって動作報酬を変換し、期望効用や累積プロスペクト理論などの意思決定基準で評価する汎用的な通信資源配分フレームワークを提案しています。加重和報酬最大化や比例公平性、α公平性などが厳密な特殊例として導かれ、決定論的直交系と非直交・確率的系に対する最適性条件と収束保証が示されています。数値例では、参照点や効用の傾き、チャネル品質、資源予算が配分方針に与える影響が示されています。

Symeon Vaidanis, Photios A. Stavrou, Marios Kountouris

arXiv cs.DC

Adapting Multi-Stage Distributed Real-Time Systems Design to Vehicular Edge Computing

説明マルチステージ分散リアルタイムシステム設計の車両エッジコンピューティングへの適用

要約本論文は、車両エッジコンピューティング(VEC)において、計算負荷の高いアプリケーションを遠隔処理する際に異種リソースへ順番にアクセスする多段階処理パイプラインを扱います。既存のマルチステージ分散リアルタイムスケジューリング技術を用いてシステムをモデル化し、車両の移動性と時間制約を考慮したマッピングとスケジューリングの統合手法を提案しています。シミュレーションでは、同じ遅延合成フレームワークに基づくベースラインおよび締切分解に基づく手法より一貫して優れた結果が示されています。

Niraj Kumar, Anant Gautam

arXiv cs.DC

Release Sooner, Expose Less: Offloading MoE Dispatch in NCCL-EP under Dual-Batch Overlap

説明早く解放し、占有時間を減らす:デュアルバッチ重畳下でのNCCL-EPにおけるMoEディスパッチのオフロード

要約デュアルバッチ重畳(DBO)は、専門家混合(MoE)モデルの通信を別のマイクロバッチの計算の裏に隠しますが、それにはまずディスパッチ送信がGPUを解放する必要があります。本論文はNCCL-EP上で、ディスパッチ送信がGPUを占有する時間の削減を目指す3つの構成、GPI、GPI-MC、GDAKI Free Flowを評価しています。GB300 NVL72システムでは、評価したパラメータの大部分において、3つとも既定のGDAKIよりディスパッチ送信時間を短縮しました。DBOを用いた分離型vLLM推論では、中央値TPOTがNCCL-EPの既定GDAKIより15〜25%、DeepEP v1より16〜42%低下しました。

Hsin-Chun Yin, Khaled Hamidouche, Ian Ziemba ほか

arXiv cs.DC

Evolving Infra: Agent-Adaptive LLM Serving at Scale

説明Evolving Infra:エージェント適応型の大規模LLM推論サービス基盤

要約本論文は、エージェントの作業負荷とコンテキスト管理に応じて実行時に適応する大規模言語モデル推論サービスの枠組み Evolving Infra を提案しています。計算資源の割り当てとKVキャッシュ管理を分離し、オンラインプランナーとエージェント認識型の分散KVマネージャーで、プリフィル・デコードの配分やキャッシュの退避・転送を最適化します。コーディング、数学、コンピュータ操作のタスクで、NVIDIAの本番フレームワーク Dynamo と比較して、平均エンドツーエンド遅延とP95 TTFTをそれぞれ最大4.1倍、14倍削減したと報告しています。

Hao Kang, Weili Xu, Ziyang Li ほか

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Fundamental Outage and Diversity Limits of Fluid Antenna Multiple Access Under Correlated Nakagami-m Fading

説明相関Nakagami-mフェージング下におけるフルイドアンテナ多元接続の基本的な不通確率と分集の限界

要約本論文は、空間的に相関したNakagami-mフェージング下の干渉制限型フルイドアンテナ多元接続(FAMA)システムについて、初めて厳密かつ漸近的に緊密な不通確率の解析を示す。アンテナポート間での希望信号電力と干渉電力の同時統計量を明示的にモデル化し、不通確率の積分表現を導出している。達成可能な分集次数は公称ポート数ではなく、フェージングの厳しさと有限アンテナ開口により定まる空間相関のランクによって決まることを明らかにした。さらに、分集次数とアレイ利得定数を保つGamma整合の近似式による閉形式を提案し、モンテカルロシミュレーションで解析結果を検証している。

Anastasios Papazafeiropoulos

arXiv cs.IT · eess.SP · math.IT

Mitigating the BICM Loss in MIMO Receivers with Correlation-Informed Logits

説明相関情報付きロジットによるMIMO受信機のBICM損失の軽減

要約本論文は、MIMOビット インターリーブ符号化変調(BICM)方式において、検出器と復号器の間で逐次ビットごとの軟情報のみをやり取りすると、同一送信ベクトル内のビット間相関情報が失われ、単発(ワンショット)受信機の性能が制限されることを示している。著者らは、ビットごとの軟情報に相関ビット間の対結合ロジットを加えたCOIL(Correlation-Informed Logits)という軟出力形式を提案し、信念伝播ベースの復号器に組み込む方法を示している。4x4 MIMO-OFDMシステムでの評価では、COILを用いた単発LMMSE受信機が従来の無バイアスLMMSE受信機を1.3dB上回り、4回反復のIDDとの差は0.8dB以内であった。

Christoph Studer

arXiv cs.DC

Optimal Proximity Black Hole Search with Programmable Matter

説明プログラマブル物質による近接ブラックホール探索の最適アルゴリズム

要約本論文は、プログラマブル物質(自己配置できる微小な移動粒子で構成される物体)におけるブラックホール探索問題を扱います。ブラックホールは、訪れた粒子を痕跡なく破壊する危険な場所です。粒子は三角格子に埋め込まれた凸領域内を移動し、粒子は少なくとも一つ生存しつつ、ブラックホールを含む制限された頂点集合を特定することが目標です。著者らは、二色のみを取れる三つの粒子を用いるアルゴリズムを提示し、粒子数と色数の観点でパレート最適であり、エポック数の観点で漸近的に最適であることを示しています。

Giuseppe Antonio Di Luna, Alfredo Navarra, Francesco Piselli

arXiv cs.CC · cs.IT · math.IT

Polynomial Sample Complexity of Noninteractive Simulation over Finite Alphabets

説明有限アルファベット上の非対話型シミュレーションにおける多項式サンプル複雑度

要約本論文は、有限の相関ソースから得た独立なサンプルを用いて、AliceとBobが通信なしに出力を生成する非対話型シミュレーションを扱う。任意の有限出力アルファベットに対する定量的構成を示し、固定されたソースについてシミュレーション可能な同時分布を、出力アルファベットのサイズと逆精度に関して多項式的な数のサンプルで近似できることを述べる。具体的な偏りのある二値ソースについては、19未満の明示的な指数を証明している。

Haoran Wang

arXiv cs.DC

Accelerating Direct Sparse Solvers with Graph Computing Accelerators

説明グラフ計算アクセラレータによる直接型疎ソルバの高速化

要約大規模な疎線形方程式系をガウス消去法で解くと非ゼロの充填要素(フィルイン)が生じるため、ネステッドディセクションによる再順序付けが用いられる。本論文はグラフ計算や不規則アルゴリズム向けに設計されたUpDownシステムで、METIS多段ネステッドディセクション再順序付けを高速化することを検討する。検証済みのシミュレーションとFPGAエミュレーションに基づき、小規模UpDownシステムは単一CPUと比べてMETISを約2桁高速化できると報告している。

Jiya Su, Fran\c{c}ois-Henry Rouet, Jeff Beisheim ほか

arXiv cs.DC · cs.PF

OverlapAdvisor: Modeling and Adapting Computation-Communication Overlap for Distributed MoE Serving

説明OverlapAdvisor:分散型MoE推論における計算と通信のオーバーラップのモデル化と適応的選択

要約本論文は、専門家並列(EP)を用いたMixture-of-Experts(MoE)推論でAll-to-All通信に伴う計算と通信のオーバーラップ戦略を扱う。最適な戦略は構成によって変わり、単一の戦略が支配的となるのは80.6%までの構成にとどまると報告している。提案手法OverlapAdvisorは、二つの粒度でオーバーラップ段階をモデル化し、統一的な性能モデルに基づいて起動時に構成ごとに戦略を選択する。SGLangとvLLMでエンドツーエンドのスループットを最大31.7%向上させたとしている。

Chutong Ding, Kaixuan Zhang, Luping Wang ほか

arXiv cs.IT · eess.SP · math.IT

Joint LSFC and Nakagami-m Estimation From Downlink SINR in GZF-Precoded CF-mMIMO

説明GZFプリコーディング セルフリー大規模MIMOにおける下り SINR からの LSFC と Nakagami-m の同時推定(GZF 系の下り SINR から大規模フェージング係数と形状パラメータを推定する研究)

要約本論文は、セルフリー大規模MIMOシステムで、電力と下り SINR の測定値を用いて、リンクごとの大規模フェージング係数(LSFC)と共通の Nakagami-m 形状パラメータを同時に推定する手法を提案している。全域ゼロフォーシング(GZF)プリコーディング、Nakagami-m フェージング、リンクレベルの分数電力制御のもとで扱いやすい SINR 分布を導出した。導出した確率密度関数に基づき、最尤推定問題を解くモデル駆動型ニューラルネットワークを構築している。シミュレーションでは、推定パラメータで再構成した SINR 分布が経験分布とよく一致することが示されている。

Longfei Liu, Yichen Guo, Lili Xu ほか

arXiv cs.DC

Exploiting Native Hardware Heterogeneity: Custom GPSIMD Operators for Accelerating Emerging LLM Memory on AWS Trainium

説明AWS Trainium 上でカスタム GPSIMD 演算子を用い、新しい LLM メモリを高速化する研究

要約大規模言語モデルの新しいメモリモジュール Engram を対象に、不規則な整数演算と密な計算が混在する処理を、Trainium 3 のチップ内異種演算ユニットで高速化する手法を提案しています。著者らは、C++ で書いたカスタム演算子を GPSIMD コア向けにコンパイルし、NKI カーネルから生成された NEFF に組み込むツールチェーンを構築しました。手作業で最適化した NKI ベースラインと比べ、2 つの GPSIMD 演算子により、デコード時の n-gram ハッシュが 1.79 倍、テーブル検索が最大 4.95 倍、Engram 計算全体が最大 1.14 倍高速になったと報告しています。

Zifan He, Jason Cong

arXiv cs.IT · math.IT

Bounds and Constructions for Optimal Wide-Gap Frequency Hopping Sequences

説明最適なワイドギャップ周波数ホッピング系列の上界と構成

要約本論文は、受信信号への干渉を減らすために用いられるワイドギャップ周波数ホッピング系列(WGFHS)を扱う。パラメータ(v,s,λ;e)を持つ最適な均一WGFHSの最小ギャップの上界を更新している。条件はv=ks、k≥3、λ=k、sは k(k-1)+1 以上の奇数である。k≤3の場合について、そのような系列の存在を完全に証明している。

Jiwen Zhang, Haitao Cao

★★★★☆ 注目
arXiv cs.DC · cs.OS · cs.PF

Why Kubernetes Cannot Contain a Full Lazy-Pulling Cache: Two Impossibility Results and a Bounded, Honest Design for Model Serving

説明Kubernetes では遅延イメージ取得の完全なキャッシュを封じ込められない理由:2つの不可能性結果と、モデル配信向けの有界で誠実な設計

要約本論文は、Kubernetes上の遅延コンテナイメージ取得で用いられるノード単位のキャッシュについて、実験によって2つの不可能性結果を示しています。監視とプラットフォームの両面からは障害を防げないことを示したうえで、kubeletやコンテナランタイムのインターフェースを変更せずに、バイト予算と書き込み失敗が読み取りを失敗させない設計を提案しています。六つの実験キャンペーンの結果と、実装がオープンソースで上流に提案されたことも報告されています。

注目点遅延イメージ取得のキャッシュが Kubernetes で有界でなく回収もできないことを示す二つの不可能性結果と、ファイルシステムの実状態に基づく容量予算の設計を提示し、実験比較と公開実装がある。

Georgii Kliukovkin

arXiv cs.IT · math.AG · math.CO

Binary Belief Propagation Fixed Points: Finiteness, Rigidity, and Topological Complexity

説明二値信念伝播の不動点:有限性、剛性、位相的複雑性

要約本論文は、外部場を固定した有限の二値イジング模型における信念伝播の不動点を扱う。退化したパラメータ値でも複素不動点の数が有限であることを示し、グラフ構造と正の不動点曲線が単一の滑らかな実直線となる条件を特徴づけている。二つの頂点場を変化させて得られる平面が任意の種数を実現すること、そして頂点数の最小値が種数に対して対数的に増加することも示される。主要定理はLean 4とMathlibで形式検証されている。

Yusuke Watanabe

arXiv eess.SP · cs.IT · cs.NA

Karhunen-Loève Transforms of Autoregressive Windows Based on Matched Symmetry Groups

説明対称群に基づく自己回帰窓のKarhunen-Loève変換(自己回帰過程の窓に対する最適な直交変換の解析)

要約任意次数の定常自己回帰過程の窓に対するKarhunen-Loève変換を、その極によって記述する論文である。代数的ダイバーシティの枠組みを拡張し、離散コサイン変換との差異や符号化利得の損失を解析している。また、対称群を用いた高速な実装形式も示している。

Mitchell A. Thornton

★★★★☆ 注目
arXiv cs.GT

The Complexity of Computing a Competitive Equilibrium in Fisher Markets with Chores

説明「家事(負の財)」を含むフィッシャー市場における競争均衡の計算複雑性

要約本論文は、分割可能な負の財(chores)を含むフィッシャー市場で競争均衡を計算する際の計算複雑性を研究している。線形の不効用では厳密な均衡計算がCLS完全であることを示し、凸CES型の不効用については、各固定有理指数に対する有限精度の均衡価格計算がCLS完全であることを証明している。さらに、不効用行列の階数が2以下の線形市場に対する強多項式時間の厳密解法も提示している。

注目点家事品(chores)のFisher市場における均衡計算がCLS完全であることを示し、階数2以下の場合の強多項式アルゴリズムを与えている。

Christian Kroer, Ruta Mehta, Tianlong Nan

★★★★☆ 注目
arXiv cs.IT · math.IT

Compression of Sources with Memory and Private Random Access

説明記憶を持つ情報源の圧縮とプライベートランダムアクセス

要約本論文は、プライベート局所復号の制約下での情報源圧縮を扱う。ある情報源記号を復元するために用いる符号語ビットは、その記号自体が明らかにする以上に他の記号について何も漏らしてはならない。著者らは、有限アルファベット上の任意の定常エルゴード情報源について、エントロピーレートを超えるすべての符号化率が、確率が1に収束する情報源系列の集合上で、厳密な秘匿性と誤りのない局所復号を同時に達成できることを示す。一方、非エルゴード情報源の例も示し、その場合にはプライベート局所復号に厳密に正の符号化率のペナルティが生じることを明らかにしている。

注目点私的局所復号と entropy-rate 圧縮の両立を無記憶源から定常エルゴード源へ拡張し、非エルゴード源での厳密な速率損失を示す。作者が証明を与える。

Venkat Chandar, Aslan Tchamkerten, Shashank Vatedka

arXiv cs.IT · math.CA · math.IT

Sharp Rates for Optimal Recovery of Bandlimited Functions from Localized Oversampling

説明局所オーバーサンプリングによる帯域制限関数の最適復元の鋭い速度

要約帯域が [-δ, δ] に制限された関数は、有限個の標本値から近似的に復元できる。本論文は、最悪ケースにおける最適復元アルゴリズムの誤差が指数的に減少することを示し、標本数 n と δ に依存する鋭い速度を与えている。また、片側の標本データだけからも指数的に減衰する誤差で関数を再構成でき、その最適速度も示している。

Wentao Huang, Haizhang Zhang