Collaborative Edge Computing (CEC) is an efficient computing paradigm that enables neighboring edge servers to share computational resources with each other. Although CEC can enhance resource utilization, it still suffers from duplicate computations because nearby end-users often offload tasks with similar inputs. To improve system efficiency, the computation results of previously executed tasks can be cached and reused by subsequent tasks. However, time-varying task popularity and arrival rates require caching and scheduling decisions to adapt to demand changes, while frequent cache updates incur additional costs. To address this issue, this paper develops a two-timescale computation reuse algorithm for CEC networks. We formulate an optimization problem that jointly considers weighted response time and cache update cost, with result caching decisions determined at the frame level and workload scheduling, cache searching, and computational resource allocation adjusted at the slot level. Using recent workload observations, we construct a frame-level surrogate problem and decompose it into a caching subproblem and a scheduling subproblem. For the caching subproblem, we introduce marginal storage efficiency and incorporate cache update costs into a bisectionbased algorithm. Under bounded normalized marginal sensitivity, the algorithm achieves a near-optimal objective value for the single-BS caching subproblem when individual result sizes are small relative to the cache capacity and the relaxed solution is sufficiently accurate. For the scheduling subproblem, we utilize projected gradient descent and backtracking with warm starts across consecutive slots. Numerical results demonstrate consistent performance gains over benchmark schemes across diverse network and workload settings.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

《边缘计算关键技术分析及美军作战实践应用》
《国防和国家安全中的战术边缘物联网》最新45页
专知会员服务
36+阅读 · 2024年11月24日
【2023新书】移动边缘计算,123页pdf
专知会员服务
108+阅读 · 2023年11月18日
【边缘智能综述论文】A Survey on Edge Intelligence
专知会员服务
124+阅读 · 2020年3月30日
《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
【边缘计算】边缘计算面临的问题
产业智能官
17+阅读 · 2019年5月31日
BiSeNet:双向分割网络进行实时语义分割
统计学习与视觉计算组
22+阅读 · 2018年8月23日
边缘计算应用:传感数据异常实时检测算法
计算机研究与发展
11+阅读 · 2018年4月10日
边缘计算:万物互联时代新型计算模型
计算机研究与发展
15+阅读 · 2017年5月19日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
A Survey on Edge Intelligence
Arxiv
52+阅读 · 2020年3月26日
Arxiv
38+阅读 · 2019年11月7日
VIP会员
最新内容
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
5+阅读 · 10月13日
迈向更智慧的军事情报
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《美国陆军2026年野战手册 2-0 情报》
专知会员服务
5+阅读 · 10月12日
《基于启发式算法求解武器-目标分配问题》
专知会员服务
7+阅读 · 10月12日
《美陆军最新条令出版物 2-0 情报》
专知会员服务
8+阅读 · 10月10日
电子战测试与训练靶场:战前验证战备状态
专知会员服务
3+阅读 · 10月10日
《美国陆军如何作战》46页最新报告
专知会员服务
9+阅读 · 10月10日
相关资讯
《“边缘计算+”技术白皮书》,82页pdf
专知
11+阅读 · 2022年8月28日
【边缘计算】边缘计算面临的问题
产业智能官
17+阅读 · 2019年5月31日
BiSeNet:双向分割网络进行实时语义分割
统计学习与视觉计算组
22+阅读 · 2018年8月23日
边缘计算应用:传感数据异常实时检测算法
计算机研究与发展
11+阅读 · 2018年4月10日
边缘计算:万物互联时代新型计算模型
计算机研究与发展
15+阅读 · 2017年5月19日
相关基金
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
2+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员