隐私计算、隐私数据和联邦学习的流水计算装置及方法制造方法及图纸

本申请涉及隐私计算、隐私数据和联邦学习的流水计算装置及方法。流水计算装置包括多个流处理单元，其包括至少一个第一类流处理单元。每一个第一类流处理单元至少部分地可重构。多个流处理单元与参考计算流程的多个步骤一一对应。每一个第一类流处理单元配置为可被重构以针对参考计算流程中的对应步骤优化执行对应的步骤的处理时间。多个流处理单元用于流水化处理归属于同一任务批次的一个或者多个任务，其中任意任务的计算流程可按照参考计算流程展开为与参考计算流程的多个步骤一一对应的多个步骤。每一个流处理单元用于处理每一个任务的计算流程按照参考计算流程展开后的多个步骤中的与该流处理单元对应的步骤。如此提升整体流水处理效率。此提升整体流水处理效率。此提升整体流水处理效率。

【技术实现步骤摘要】
隐私计算、隐私数据和联邦学习的流水计算装置及方法


[0001]本申请涉及隐私计算、隐私数据及联邦学习
，具体涉及芯片和处理器
，尤其涉及隐私计算、隐私数据和联邦学习的流水计算装置及方法。

技术介绍

[0002]隐私计算（Privacy Computing）指的是在保证数据提供方不泄露原始数据的前提下对数据进行分析计算的一系列技术，保证数据在流通和融合过程中“可用不可见”。隐私计算在通常意义上涵盖以保护数据隐私的同时实现计算任务为目的所使用的一系列广泛的技术。隐私计算结合计算机科学、人工智能以及云计算等技术的发展，在数据查询和机器学习中取得了重大进展，在诸多应用场景下提供了对数据的安全获取和对数据隐私的保护。常见的隐私计算技术包括如联邦学习（Federated Learning，FL）、安全多方计算（Secure Multi
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Party Computation，SMPC）、秘密共享（Secret Sharing）、可信执行环境（Trusted Execution Environment，TEE）、差分隐私（Differential Privacy，DP）、同态加密（Homomorphic Encryption，HE）等。其中联邦学习指的是在确保数据不离开安全控制范围例如数据不传递到外部的前提下实现多方协同构建联邦学习模型。另一方面，随着对数据安全和隐私信息保护的日益重视以及《数据安全法》和《个人信息保护法》等相关法律法规的推出，隐私数据例如涉及个人信息或敏感信息的个人隐私数据等，在数据处理、数据通信、数据交互等各方面也面临更高的隐私保护和数据安全的要求。
[0003]在隐私计算、隐私数据处理和联邦学习的相关实践中，需要对海量的大整数位宽的密态数据进行密集运算，而通用计算机、计算装置或者计算系统等在面对这样的计算需要时表现得计算效率低下，并且难以很好地应对复杂多变的应用环境和计算需求。
[0004]为此，需要一种隐私计算、隐私数据和联邦学习的流水计算装置及方法，能够满足隐私计算、隐私数据处理和联邦学习的相关实践中的计算需求并且具有较好的计算效率。

技术实现思路

[0005]第一方面，本申请实施例提供了一种流水计算装置，用于隐私计算、隐私数据和联邦学习。所述流水计算装置包括：多个流处理单元，其中，所述多个流处理单元包括至少一个第一类流处理单元，所述至少一个第一类流处理单元中的每一个第一类流处理单元至少部分地可重构。其中，所述多个流处理单元与参考计算流程的多个步骤一一对应，所述至少一个第一类流处理单元中的每一个第一类流处理单元配置为可被重构以针对所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤优化该第一类流处理单元执行所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤的处理时间。其中，所述多个流处理单元用于流水化处理归属于同一任务批次的一个或者多个任务，归属于该同一任务批次的任意任务的计算流程可按照所述参考计算流程展开为与所述参考计算流程的多个步骤一一对应的多个步骤，所述多个流处理单元中的每一个流处理单元用于处理所述一个或者多个任务中的每一个任务的计算流程按照所述参考计算流程展开后的多个步骤中的与该流处理单
元对应的步骤。
[0006]第一方面所描述的技术方案，通过参考计算流程以及其展开后的多个步骤体现了同一任务批次的多个任务之间在逻辑流程或者计算过程上的共性，并且通过多个流处理单元与参考计算流程的多个步骤一一对应实现了按照这样的共性来配置流处理单元，进一步地考虑到参考计算流程与同一任务批次的多个任务之间存在一定差异性，通过所述至少一个第一类流处理单元中的每一个第一类流处理单元配置为可被重构以针对所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤优化该第一类流处理单元执行所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤的处理时间，从而克服上述差异性，进而有利于利用流水线方式来最大化利用多个流处理单元的算力资源，提升整体流水处理效率和资源利用效率。
[0007]根据第一方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了，所述至少一个第一类流处理单元中的每一个第一类流处理单元在所述流水计算装置出厂前被重构以针对所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤优化该第一类流处理单元执行所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤的处理时间。
[0008]根据第一方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了，所述参考计算流程基于该同一任务批次相关联的计算场景确定，所述至少一个第一类流处理单元中的每一个第一类流处理单元在所述流水计算装置处理该同一任务批次之前被重构以针对所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤优化该第一类流处理单元执行所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤的处理时间。
[0009]根据第一方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了，所述多个流处理单元用于流水化处理归属于同一任务批次的一个或者多个任务，包括：按照所述一个或者多个任务的处理次序，所述多个流处理单元中的每一个流处理单元在处理完当前任务的计算流程按照所述参考计算流程展开后的多个步骤中的与该流处理单元对应的步骤之后，才开始处理在所述处理次序中相对于该当前任务的下一个任务的计算流程按照所述参考计算流程展开后的多个步骤中的与该流处理单元对应的步骤。
[0010]根据第一方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了，按照所述参考计算流程的多个步骤的先后次序，与所述多个步骤一一对应的所述多个流处理单元排列得到流处理单元序列，所述流处理单元序列中的给定流处理单元配置为从所述流处理单元序列中的相对于该给定流处理单元的上一流处理单元获得输入数据并提供输出数据给所述流处理单元序列中的相对于该给定流处理单元的下一流处理单元，所述给定流处理单元是所述流处理单元序列中的任意流处理单元。
[0011]根据第一方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了，所述多个流处理单元按照所述参考计算流程的多个步骤的先后次序排列得到流处理单元序列，所述多个流处理单元用于流水化处理归属于同一任务批次的一个或者多个任务，还包括：所述多个流处理单元中的每一个流处理单元从所述流处理单元序列中的相对于该流处理单元的上一流处理单元获得用于所述当前任务的计算流程按照所述参考计算流程展开后的多个步骤中的与该流处理单元对应的步骤的输入数据，执行所述当前任务的计算流程中的与该流处理单元对应的步骤并将计算结果作为输出数据提供给所述流处理单元序列中的相对于该流处理单元的下一流处理单元以便作为所述当前任务的计算流程中的与该下
一流处理单元对应的步骤的输入数据。
[0012]根据第一方面的技术方案的一种可能的实现方式，本申请实施例还提供了，所述多个流处理单元中的每一个流处理单元各自执行所述参考计算流程中的与该流处理单元对应的步骤的处理时间一起组成参考处理时间数组，所述参考处理时间数组中的最大值和最小值之间的第一差距小于第一预设阈值。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种流水计算装置，用于隐私计算、隐私数据和联邦学习，其特征在于，所述流水计算装置包括：多个流处理单元，其中，所述多个流处理单元包括至少一个第一类流处理单元，所述至少一个第一类流处理单元中的每一个第一类流处理单元至少部分地可重构，其中，所述多个流处理单元与参考计算流程的多个步骤一一对应，所述至少一个第一类流处理单元中的每一个第一类流处理单元配置为可被重构以针对所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤优化该第一类流处理单元执行所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤的处理时间，其中，所述多个流处理单元用于流水化处理归属于同一任务批次的一个或者多个任务，归属于该同一任务批次的任意任务的计算流程可按照所述参考计算流程展开为与所述参考计算流程的多个步骤一一对应的多个步骤，所述多个流处理单元中的每一个流处理单元用于处理所述一个或者多个任务中的每一个任务的计算流程按照所述参考计算流程展开后的多个步骤中的与该流处理单元对应的步骤。2.根据权利要求1所述的流水计算装置，其特征在于，所述至少一个第一类流处理单元中的每一个第一类流处理单元在所述流水计算装置出厂前被重构以针对所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤优化该第一类流处理单元执行所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤的处理时间。3.根据权利要求1所述的流水计算装置，其特征在于，所述参考计算流程基于该同一任务批次相关联的计算场景确定，所述至少一个第一类流处理单元中的每一个第一类流处理单元在所述流水计算装置处理该同一任务批次之前被重构以针对所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤优化该第一类流处理单元执行所述参考计算流程中的与该第一类流处理单元对应的步骤的处理时间。4.根据权利要求1所述的流水计算装置，其特征在于，所述多个流处理单元用于流水化处理归属于同一任务批次的一个或者多个任务，包括：按照所述一个或者多个任务的处理次序，所述多个流处理单元中的每一个流处理单元在处理完当前任务的计算流程按照所述参考计算流程展开后的多个步骤中的与该流处理单元对应的步骤之后，才开始处理在所述处理次序中相对于该当前任务的下一个任务的计算流程按照所述参考计算流程展开后的多个步骤中的与该流处理单元对应的步骤。5.根据权利要求1所述的流水计算装置，其特征在于，按照所述参考计算流程的多个步骤的先后次序，与所述多个步骤一一对应的所述多个流处理单元排列得到流处理单元序列，所述流处理单元序列中的给定流处理单元配置为从所述流处理单元序列中的相对于该给定流处理单元的上一流处理单元获得输入数据并提供输出数据给所述流处理单元序列中的相对于该给定流处理单元的下一流处理单元，所述给定流处理单元是所述流处理单元序列中的任意流处理单元。6.根据权利要求4所述的流水计算装置，其特征在于，所述多个流处理单元按照所述参考计算流程的多个步骤的先后次序排列得到流处理单元序列，所述多个流处理单元用于流水化处理归属于同一任务批次的一个或者多个任务，还包括：所述多个流处理单元中的每一个流处理单元从所述流处理单元序列中的相对于该流处理单元的上一流处理单元获得用于所述当前任务的计算流程按照所述参考计算流程展
开后的多个步骤中的与该流处理单元对应的步骤的输入数据，执行所述当前任务的计算流程中的与该流处理单元对应的步骤并将计算结果作为输出数据提供给所述流处理单元序列中的相对于该流处理单元的下一流处理单元以便作为所述当前任务的计算流程中的与该下一流处理单元对应的步骤的输入数据。7.根据权利要求1所述的流水计算装置，其特征在于，所述多个流处理单元中的每一个流处理单元各自执行所述参考计算流程中的与该流处理单元对应的步骤的处理时间一起组成参考处理时间数组，所述参考处理时间数组中的最大值和最小值之间的第一差距小于第一预设阈值。8.根据权利要求7所述的流水计算装置，其特征在于，在所述多个流处理单元流水化处理所述一个或者多个任务的过程中，所述流水计算装置监控所述多个流处理单元中的每一个流处理单元各自执行与该流处理单元对应的步骤的实际处理时间，并比较该流处理单元的实际处理时间和所述参考处理时间数组中的该流处理单元的处理时间，以及根据比较结果选择性地对至少一个所述第一类流处理单元进行重构。9.根据权利要求8所述的流水计算装置，其特征在于，根据所述比较结果选择性地对所述至少一个第一类流处理单元中的一个或者多个第一类流处理单元进行重构，包括：通过降低该一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴蒙，
申请(专利权)人：深圳致星科技有限公司，
类型：发明
国别省市：