其它计算机科学 · 2026年10月14日(周三)

分布式计算、博弈论、信息论等。

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Exact Cap Response and Aperture Selection for Molecular Communication under Aligned Drift

说明定向漂移下分子通信的精确截面响应与孔径选择

简介本文研究分子通信中的定向分子输运接收问题,考察只在指定截面内计数吸收事件的全吸收球形接收器。作者利用对齐漂移下的联合首次到达律,推导出精确的截面冲激、累积和最终响应,并通过粒子模拟与时间步比较进行验证。文中给出了在0.15秒符号时长下,信号干扰差(SID)最大化的孔径随漂移增大从29.13°增至61.86°的结果。

Yen-Chi Lee, Chun-An Yang, Nan Yang

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Entropic Inequalities and Limit Theorems in Boolean Probability

说明布尔概率中的熵不等式与极限定理

简介本文研究布尔概率中的布尔熵与Fisher信息,证明了与子集和的任意分数划分相关的布尔Fisher信息的分数Stam不等式,并推导了布尔独立随机变量之和的熵幂不等式及其加权形式。作者还建立了布尔中心极限定理下布尔熵收敛到Rademacher分布熵的结论,并给出了有限四阶矩条件下的收敛速率估计。研究基于柯西变换的Nevanlinna表示。

Kewei Pan

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Aligning Information Theory and Formal Verification: A Lean Formalization of Rate-Distortion Theory

说明信息论与形式化验证对齐:率失真理论的 Lean 形式化

简介本文用 Lean 证明助手对率失真理论的核心部分做了首次形式化。率失真理论是有损压缩与机器学习分析的重要框架,此前已形式化的信息论定理几乎只涉及香农的无损编码定理。作者讨论了把失真度量、典型性与可达性等定义转写到证明助手中时遇到的对齐问题,并建立了一个忠实于教科书约定、可复用的定义与引理库。

Fubin Yan, Ruxuan Dong, Ruoxuan Shi 等

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Binary Cyclic Gradient Coding: Exact Recovery and Robustness to Compression

说明二进制循环梯度编码:精确恢复与对压缩的鲁棒性

简介论文提出二进制循环梯度编码(BCGC),用于 n 个工作节点、最多 s 个掉队节点的精确梯度编码。其编码矩阵为二进制,解码只需一次求和。论文证明该二进制编码在压缩下等价于粗分区上的未编码压缩方案,因此在实验中保持稳定,而 MDS 码则出现发散;实验在四个数据集上验证了理论。

Hassan Ou-azzou, Imad Kissami, and El Houcine Bergou

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Undirected Network Coding and Faster External-Memory Integer Sorting

说明无向网络编码与更快的外存整数排序

简介论文指出,在无向网络中,网络编码与分数路由的速率组合可能并不相同,并给出了一个有限反例,挑战了多单播猜想。作者利用该反例的线性结构,提出一种确定性的外存整数排序算法,其输入输出次数在某些参数范围内渐近小于经典比较排序的界。论文还在Lean中形式化验证了该算法的正确性与I/O复杂度界。

看点给出多播网络编码与分数路由不等价的有限反例,并借此改进外存整数排序的I/O界,打破了比较排序的经典界限,证据为构造性证明与形式化验证。

Baochun Li, Zongpeng Li, Sirui Liu

★★★★☆ 值得关注
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No-Regret Learning in Stackelberg Security Games with an Unknown, Bounded Set of Attacker Types

说明在攻击者类型集合未知且有界的 Stackelberg 安全博弈中的无悔学习

简介论文研究重复 Stackelberg 安全博弈中防御方的无悔学习,此前结果假设防御方事先知道攻击者类型集合,本文去掉这一假设,只知道类型数量有上界 K_max。若能观察到每个攻击者的类型,遗憾为 Õ(nK_max√T);若只观察到被攻击的目标且类型来自无限集合,则任何算法的遗憾都至少为 T−2;若每 B 轮获知此前出现过的类型,遗憾可恢复为次线性,即 Õ(nK_max^{4/3}T^{2/3}+K_max B)。

看点在未知攻击者类型集合下给出无悔学习的完整刻画:完全信息情形达到同阶√T率,部分信息情形给出不可能性结论并给出带延迟的可行算法,并证明延迟代价不可避免。

Sabil Ahmad, Ishita, Aditi Singh 等

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TrimSO(2): Fast and Memory-Efficient Training of Equivariant Interatomic Potentials

说明TrimSO(2):一种快速且省内存的等变原子间势训练方法

简介本文提出 TrimSO(2),用于训练基于 SO(2) 卷积的等变原子间势模型。该方法把旋转变换融入模型已有的数据流,避免生成大型中间张量,从而减少内存占用和数据搬运。实验显示,在 A100 和 H100 GPU 上,相比 PyTorch 实现,其训练速度提升 2.07–2.94 倍,峰值训练内存降低 1.53–3.16 倍。

Chen Wang, Yuanchang Zhou, Guangming Tan 等

★★★★☆ 值得关注
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Nonlinear fixed-distance codes via real lifts of moment configurations

说明基于矩构型实数提升的非线性固定距离码

简介该论文研究码长为n、最小汉明距离为d的码的最大容量,针对固定的字母表大小q与距离d≥4,构造了冗余度上界为(d-3)log_q n加低阶项的非线性码。对于d=4和d=5,其对数项系数与汉明界一致,并证明在距离为4时优于所有线性码。

看点用实数提升矩阵构造非线性定距码,在d=4、5时冗余系数与汉明界一致,并证明优于所有线性码,证明较完整,影响主要限于编码理论的理论领域。

Sergey Yekhanin

arXiv cs.GT

Accord: Schelling-Point Arbitration as a Composable Solana Primitive

说明Accord:基于Schelling点的Solana可组合仲裁原语

简介本文介绍Accord,这是一个运行在Solana上的仲裁预言机,任何Solana程序都可以创建专属法庭并提交争议。系统从专业化的、按质押加权的陪审员池中随机抽取陪审团,在加密证据上通过提交-揭示方式投票;投票与最终裁决一致者获得费用,相反者被罚没质押。文章还比较了该机制与EVM上的Kleros,并讨论了Solana特有的实现细节。

Fabian Schuh

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Optimal Online Stochastic Matching

说明最优在线随机匹配:在已知到达分布下达到最优竞争比

简介这篇论文研究已知到达分布下的无权在线随机匹配问题,并确定了其最优竞争比。对于泊松到达,结果为1-e/e^e(约0.8206),与Chierichetti等人(ICALP 2025)的上界相匹配;对于恰好n个独立同分布到达,结果在加性O(n^{-1/2})误差内相同。论文还指出,未知到达分布下的最优竞争比严格低于该值。

看点通过泊松匹配与指数调度的精确对应,给出已知到达分布下在线随机匹配的最优竞争比,证明严格且结果闭合,对子领域影响较大。

Paul Duetting, Michal Feldman, Mathieu Molina

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The Cost of Context: Profiling the Energy Footprint of Input Tokens in Large Language Models

说明上下文的代价:大语言模型输入令牌能耗剖析

简介该论文在NVIDIA A100上对Llama-3.1和Qwen-2进行高分辨率功耗测量,研究长上下文和检索增强生成中输入令牌(预填充阶段)的能耗。结果显示,PagedAttention等优化内存管理可将注意力计算的扩展瓶颈推迟,在112,000个令牌时能效优势最高达8.9倍。论文还比较了输入与输出令牌的能耗差距,并提出了上下文扩展规律。

Boris Ruf, Marcin Detyniecki

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Joint Identification, Transmission, and Sensing over State-Dependent Channels with Noiseless Feedback

说明带无噪声反馈的状态依赖信道中的联合识别、传输与感知

简介该论文研究带无噪声反馈的离散无记忆状态依赖信道,发送端通过随机编码同时进行消息传输、身份识别与信道状态感知,并在平均失真约束下估计未知的状态序列。作者给出了随机化识别-传输-感知容量-失真区域的单字母刻画。结果表明传输速率由互信息决定,识别速率由输出熵决定,二者都受感知引起的输入分布约束限制。

Vida Gholamian, Marcel A. Mross, Roberto Ferrara 等

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Capacity Bounds for Optical Interference Channels Subject to Average Power Constraints

说明平均功率约束下光学干扰信道的容量界

简介本文研究波分复用光链路中受克尔非线性和色散影响的多用户干扰信道,将以往基于峰值功率约束的分析改为更贴近实际的平均输入功率约束。作者在高信噪比下推导出单用户容量界的闭式结果,并在特定假设下给出有限信噪比的极值结论。基于这些结果,论文通过时分共享构造了可达速率区域,并用非线性薛定谔方程的仿真验证了结论在实际发射功率下仍然成立。

Viswanathan Ramachandran

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Dynamic 3-Coloring of Bipartite Graphs with Optimal Locality

说明二部图的动态三着色与最优局部性

简介本文提出一种动态图算法,在二部图中插入边时维护一个三着色,且着色的改变仅限于新插入边周围半径为 O(log n) 的范围内。该上界在动态 LOCAL 模型下给出局部性的上限。论文指出,该问题在更强的在线 LOCAL 模型中存在匹配的 Ω(log n) 下界(引用 Chang 等人,PODC 2024),因此该结果缩小了此问题在动态与在线局部性之间的差距。

Yann Bourreau, Filippo Casagrande, Tim G\"ottlicher 等

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Efficient construction of subspace design codes over constant alphabet

说明在常数字母表上高效构造子空间设计码

简介子空间设计码是编码理论中的核心框架,已有工作在常数大小字母表上给出了首个显式构造。本文提出一种显式的常数字母表 r 维子空间设计码构造,其字母表大小随 r 指数增长,并可高效编码:域运算次数随码长平方、随维数 r 线性增长。作者采用修改的代数几何码,并将一般化的重数码推广为代数几何重数码,证明其达到最优参数。

看点用修改的代almost几何码构造常数字母表子空间设计码,字母表从双指数降至指数级,并给出二次复杂度编码,理论改进明显,证明完整。

Shu Liu

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The Two-Level Poset Game is PSPACE-Complete

说明双层偏序博弈是PSPACE完全问题

简介偏序博弈是一类组合博弈,包括Nim和Chomp等经典游戏。此前已知高度不超过三的偏序博弈判定胜负是PSPACE完全的,但高度不超过二的双层偏序博弈的精确计算复杂度长期未解。本文通过从正范式公式的Avoid True问题进行多项式时间归约,证明了双层偏序博弈是PSPACE完全的。

看点解决了关于高度至多为二的偏序博弈复杂度的十年未决问题,通过从Avoid True的多项式归约给出PSPACE完全性证明。

Kengo Hashimoto

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How the Dirty Set Moves: Characterizing Schedule Reuse in Incremental Sparse Matrix Multiplication

说明脏集合如何移动:增量稀疏矩阵乘法中调度复用的特征分析

简介本文研究在矩阵固定、每步只有少量输入行变化(即脏集合)时,增量稀疏矩阵乘法中保留分块调度的复用是否有利。在21个SuiteSparse矩阵和受控运动模式上,直接按列增量更新比八种全量重算方法中最快者快2.1至8.2倍;在837组工作负载中,直接更新有779组优于保留分块准备并缓存调度的方法。结论是矩阵结构与脏集合的移动方式决定复用是否有利,而非调度本身的复杂度。

Hunter Horne (HorneSci), Eric Spencer (Loyola University Chicago, HorneSci) 等

★★★★☆ 值得关注
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What You Earn from What You Learn: Characterization and Complexity of the Value of Information

说明从所学获得的收益:信息价值的刻画与复杂度

简介本文研究扩展式决策问题中的信息价值,即在所有收益环境中,决策者通过信息细化所能获得的最大乘法增益。作者给出了任意信息细化下信息价值的统一刻画,并将其与一族冲突图的最大分数色数联系起来。论文还分析了完美信息价值与回忆价值的计算复杂度:前者为NP完全,后者为S2P完全。

看点提出信息价值的统一刻画并连接到分数色数,证明完全信息价值NP完全、回忆价值S2P完全,理论突破明显,但影响范围主要在理论领域。

Ratip Emin Berker, Ioannis Anagnostides, Emanuel Tewolde 等

arXiv cs.IT · math.IT

Weak Private Information Retrieval for Graph-based Storage under ε-privacy

说明基于图存储、满足ε隐私的弱私有信息检索

简介本文研究基于图的复制存储系统中的弱私有信息检索(G-WPIR),服务器为图的顶点,每个文件对应连接存储它的两台服务器的边。作者在ε隐私度量下改进了一种现有方案,使其适用于任意图并分析其性能。文中还给出了任意图下期望下载成本的下界,并据此推导完全图的速率上界,最后展示了完全图和完全二部图两类图的可达速率与隐私权衡。

Jayesh Seshadri, Prasad Krishnan

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High-Girth QLDPC Codes from Circulant and Affine Permutation Matrices

说明基于循环与仿射置换矩阵构造的高围长量子LDPC码

简介本文研究两种显式构造的二元CSS量子低密度奇偶校验(QLDPC)码,校验权重为6。第一种构造使用固定的循环移位模式,给出参数[[6N,2N+2,6]],N=31及所有N≥37时Tanner图围长为12,并通过一致权重为6的逻辑算子确定精确距离。第二种构造使用带有循环和仿射置换系数的固定矩阵多项式,并给出四组实现结果,其中Tanner图围长为8,距离经计算机验证。

Vahid Nourozi, Roxana Smarandache, and David G. M. Mitchell{\dag}

arXiv cs.DC

Parallel Sparse Outputs for Tensor Compilers

说明面向张量编译器的并行稀疏输出

简介稀疏张量编译器用于优化建立在复杂稀疏数据结构上的张量运算,但目前关于并行稀疏张量编译器的研究很少。本文提出Birdseed,这是首个能以并行方式支持任意标准稀疏格式下所有循环顺序的张量编译器,可直接写入fibertree稀疏格式的list、bytemap、hash和dense层级。论文称其在内存和时间上相对已有工作具有渐近改进,并在直方图构建和SpMSpV等难以并行化的核函数上展示了实测加速。

Adrian Gushin, Pau Sum, Willow Ahrens

★★★★☆ 值得关注
arXiv cs.IT · math.IT

The Capacity of the Noisy Torn Paper Channel and the Noisy Shuffling Channel

说明带噪撕纸信道与带噪洗牌信道的容量

简介本文研究撕纸信道:码字被切成若干片段并打乱顺序返回,带噪版本还会在每个片段中引入比特替换错误。作者给出带噪撕纸信道的容量上界,该上界与Ravi、Vahid和Shomorony已有的可达速率一致,从而证实了他们的猜想。同时,论文也确定了所有片段长度相同的带噪洗牌信道的容量,回答了Shomorony和Heckel提出的公开问题。

看点证明了带噪撕纸信道的容量上界并与已知可达速率匹配,解决了公开猜想,属于强理论结果。

Junsheng Liu, Netanel Raviv

★★★★☆ 值得关注
arXiv cs.GT

Maximin share allocations for two types of items

说明两类物品的极大最小份额分配

简介该论文研究在不可分物品的公平分配中,以极大最小份额(MMS)为公平标准,分配对象为具有可加性估值或成本的多个代理人。当 n 大于 2 时 MMS 分配未必存在,因此文献转而寻找可保证精确 MMS 分配的特殊实例。论文证明,当物品可分为两类杂务(chores)时,MMS 分配总是存在,并可在多项式时间内算出,方法是受作业调度研究启发的新几何方法。论文还讨论该技术如何推广到两类商品以及一类商品与一类杂务的混合实例。

看点针对MMS存在性的开放问题给出两类物品下的存在性与多项式算法,借鉴调度问题的几何方法,证明较为严格。

Yu Chen, Kai Jie Wong, Xiaorui Zhang

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On the discrete Fisher information

说明离散 Fisher 信息研究

简介本文研究 Fisher 信息的离散版本。利用离散拉普拉斯算子,构造出离散形式的得分函数,进而定义离散信息量。该框架为在离散情形下建立若干信息论不等式提供了自然的途径。

Keith M. Ball, Barnab\'as G\'argy\'an

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Tracing Knowledge Lineage for Federated Unlearning under Mutual Distillation

说明在相互蒸馏下追踪联邦遗忘的知识传承关系

简介该论文研究边缘服务器与附近设备通过相互蒸馏联合训练不同规模语言模型时的联邦遗忘问题。原有遗忘操作只作用于一个模型,而被删除数据的影响已被复制到多个学生模型中,并可能通过上传回传给已修正的教师模型。作者提出HERD方法,利用服务器已执行的传输记录知识传承图,计算残差的复制次数,并选出修正成本最低的持有者集合,同时处理未修正或离线持有者的情况。在TOFU数据集上,HERD在修正成本仅为最强基线6%至12%的情况下,累积残差比其少18%至52%。

Zihao Ding, Jun Huang, Guodong Wang

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A Distributed Energy Relay Framework for Sustainable Drone Missions

说明面向可持续无人机任务的分布式能量接力框架

简介论文针对无基础设施地区(如偏远荒野、山区和灾区)中无人机续航受限的问题,提出一种分布式能量接力框架,由搬运无人机协作投送电池能量。框架设计了接力与缓存的运输机制,并建立了电池运输能力、接力放大、能量投送能力、运营成本与可靠性等模型。站点独立评估投送能力并向任务协调者投标,协调者选择满足任务需求且成本最低的能量投送联盟。解析评估显示了电池特性与无人机能力对能量投送的影响,并验证了该框架在无基础设施地区维持无人机任务的有效性。

I-Ling Yen, Farokh Bastani, Akeem Mohammed 等

★★★★★ 值得关注
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Optimal Support Size Testing

说明最优支撑集大小检验

简介本文提出一种针对支撑集大小(support size)的最优检验器,用于判断未知概率分布是否仅由 n 个元素构成,或与之在总变差距离上相差 ε 以上。其样本复杂度为 Θ(n/(ε log n)),优于 Ferreira Pinto Jr. 与 Harms(STOC 2025)此前的 O(n/(ε log n) · log(min{1/ε, n}))。作者还给出了支撑集大小的一个较好的下界。

看点改进了支持集大小测试的样本复杂度,去掉了前人结果中的对数因子,给出最优界并有完整的下界证明。

Qisheng Wang

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On Han- and Shearer-Type Information Inequalities: Equality Conditions and Combinatorial Applications

说明关于Han型与Shearer型信息不等式:等号条件与组合应用

简介Madiman与Tetali建立了强、弱两种分数形式的不等式,它们涵盖了Han不等式和Shearer引理等经典熵子集不等式。本文推导了强分数不等式中差距的分解,并借此给出Han不等式强形式取等的充要条件。作者还将其用于一个极值图论问题,恢复并推广了Sason(2022)与Boucheron等人(2013)的结果。

Gunank Jakhar, Gowtham R. Kurri, Suryajith Chillara 等

★★★★☆ 值得关注
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CLS Hardness of 2D Min-Max Optimization with Product Constraints

说明二维带乘积约束的极小极大优化的 CLS 困难性

简介本文研究在一维极小与极大玩家、且带乘积约束的极小极大优化问题中,计算近似一阶纳什均衡的复杂度。在黑箱访问目标函数的情形下,证明任何算法都需要 Ω(1/√ε) 次查询才能找到一个 ε 一阶纳什点。在白箱设定下,通过从 End-of-Potential-Line 问题归约,证明其为 CLS 困难,说明即使是最简单的一维情形也至少与 CLS 同样困难。

看点将低维极小极大问题的一阶纳什均衡复杂度推进到CLS硬度并给出查询下界,结论较有新意,证明依托于归约与下界论证。

Alkis Kalavasis, Panagiotis Patsilinakos, Stratis Skoulakis 等

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Solomonoff induction of selected bits and online classification

说明所选比特的所罗门诺夫归纳与在线分类

简介本文研究所罗门诺夫归纳(一种通用序列预测方法)在预测由计算模式固定的比特时的误差。作者指出,对某些可计算模式,单个位置误差之和无界,但误差平方之和以模式程序长度呈指数界。对于由可计算分类函数固定的比特,误差平方和的界为程序长度的多项式,收敛更快。

Bruno Bauwens, German Kuznetsov

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Rate-Splitting Multiple Access for RIS-Enabled Full-Duplex Communications with User Relaying

说明面向RIS全双工通信与用户中继的速率分割多址接入

简介本文研究一种由可重构智能表面(RIS)和用户中继辅助的协作速率分割多址接入(C-RSMA)传输框架。作者联合优化基站发射波束成形与RIS反射波束成形,以在发射功率约束下最大化公共速率和私有速率。由于变量耦合且存在较强的残余自干扰,该问题被认为难以求解且属于NP难问题,因此提出一种低复杂度的交替优化方法。仿真结果显示,该方法的和速率性能优于RIS辅助的空分多址、半双工RSMA以及不使用RIS的SDMA方案。

Yuwen Cao, Hui Wang, Tomoaki Ohtsuki 等

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Orrery: Modeling and Simulation of GPU-direct MPI Communication with SimGrid

说明Orrery:用 SimGrid 模拟 GPU 直连 MPI 通信的建模与仿真

简介论文提出 Orrery,一个基于 SimGrid 的 SMPI 构建的中间层,用于模拟支持 GPU 感知的 MPI 通信。它拦截 GPU 内存分配、内核启动、数据传输和 MPI 操作,并依据目标系统规格在 SimGrid 中建模,无需物理 GPU 即可进行仿真。作者在 MUSICA 超级计算机上最多 32 个节点,用 CUDA 感知 MPI 微基准和 Jacobi 求解器进行验证,结果表明其能够复现关键的 GPU 感知 MPI 机制。

Ahmad Moh'd Saleh A. Belbeisi, Amir Raoofy, Josef Weidendorfer 等

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Revisiting Cauchy-Schwarz Norm Bounds for SDC Detection in LLM Inference

说明重新审视用于 LLM 推理中静默数据损坏检测的 Cauchy-Schwarz 范数界

简介大语言模型推理需要大量浮点运算,硬件故障可能造成静默数据损坏。本文重新评估 Cauchy-Schwarz 范数界(CSNB)作为检测此类故障的低开销方法,并与基于算法的容错(ABFT)进行对比。结果显示,对于稠密模型的线性层,CSNB 保留了 ABFT 99% 的故障检测能力,同时验证开销降低 87%,阈值确定开销降低 67%;但对于混合专家(MoE)路由门控计算,CSNB 仅保留 55%,作者认为此处仍宜使用校验和验证。

Anton Altenbernd, Dylan Everingham, Philipp Wiesner 等

arXiv cs.DC

Tremulant: Latency in Serverless Platforms beyond the 99th Percentile

说明Tremulant:无服务器平台中第99百分位之外的延迟问题

简介该论文分析了七个函数即服务(FaaS)平台上数百万次请求的数据,发现热启动中最慢的一部分可比中位数慢数百倍,而作为基线的虚拟机则明显更稳定。作者用四个2020至2025年的独立公开数据集验证了这一现象。论文指出,在最极端的尾部延迟中,热启动占比重新上升,仅缓解冷启动无法消除这些延迟。

Linus Gustafsson, Trever Schirmer, David Bermbach