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mps的基本原理

MPS(Mu lt i-Process Service)在不同领域有不同含义,以下是三种主要类型的基本原理分述:

1. 安全多方计算(Secure Multi-Party Computation, MPC/SMPC)

核心目标:在保护隐私的前提下,允许多方协同计算一个函数,且各方只能获取自己的计算结果,无法推测其他方的输入数据。

基本原理

mps的基本原理
(图片来源网络,侵删)
  • 秘密分享(Secret Sharing):将数据分割成多份秘密份额,分散存储于不同参与方。仅当所有份额聚合时才能还原原始数据,单方无法获取完整信息。
  • 混淆电路(Garb le d Circuit):将计算逻辑转化为加密电路,通过随机置换和加密确保计算过程不可读。例如,谷歌用其实现密态密码比对。
  • 同态加密(Homomor ph ic Encryption):支持对密文直接进行运算(如加减乘除),结果解密后与明文运算一致。适用于医疗影像等敏感数据处理。
  • 技术协同

  • MPC+TEE:结合可信硬件(如Intel SGX)隔离计算过程,提升安全性。
  • MPC+区块链:利用区块链存证数据使用流程,实现审计和验证。
  • 2. 模型预测控制(Model Predictive Control, MPC)

    核心目标:基于系统模型预测未来状态,优化控制输入,实现动态系统的最优控制(如车辆路径跟踪)。

    基本原理

  • 预测模型:根据状态转移方程(如车辆运动学模型),预测未来一段时间内的系统状态。
  • 优化求解:设计目标函数(如最小化状态误差、控制量变化),结合约束条件(如加速度范围),求解最优控制序列。
  • 滚动优化:仅执行当前时刻的最优控制,下一时刻重新预测并优化,适应系统变化。
  • 应用场景:倒立摆平衡、车辆运动学/动力学跟踪控制等。

    mps的基本原理
    (图片来源网络,侵删)

    ️ 3. GPU多进程服务(NVIDIA Multi-Process Service, MPS)

    核心目标:提升GPU利用率,允许多个进程共享同一GPU资源,实现显存隔离和任务并发。

    基本原理

  • Client-Server架构
  • Control Daemon:管理MPS Server的启动/停止,协调客户端连接。
  • Client Runtime:集成于CUDA驱动,自动处理应用与MPS Server的交互,无需改造代码。
  • Server Process:接收客户端请求,调度GPU执行任务,确保并发性。
  • 显存隔离:通过硬件和驱动层隔离不同进程的显存空间,防止资源冲突。
  • 三种MPS的对比与总结

    | 类型 | 核心原理 | 关键技术 | 典型应用场景 |

    ||-|--|--|

    | 安全多方计算 | 密码学协议保护隐私数据 | 秘密分享、同态加密、混淆电路 | 金融风控、医疗联合诊断 |

    | 模型预测控制 | 模型预测+滚动优化 | 状态转移方程、约束优化 | 车辆控制、机器人平衡 |

    | GPU多进程服务| Client-Server架构共享GPU | 显存隔离、任务调度 | AI训练、高并发计算任务 |

    > ⚠️ 注意

  • 安全多方计算需权衡性能与安全,高维数据计算可能成为瓶颈;
  • 模型预测控制的实时性依赖模型精度,复杂系统需线性化处理;
  • GPU-MPS的稳定性要求高,Control Daemon故障会导致所有客户端任务中断。
  • 建议根据具体场景(如隐私计算、动态控制或GPU优化)选择对应的MPS技术。

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