Semantic search is widely deployed in modern AI systems, but protecting both data contents and access patterns remains challenging. The current state-of-the-art system, Compass, achieves oblivious semantic search by building an optimized ORAM over HNSW graphs. However, even with aggressive optimizations, it still incurs large overheads. Closing this performance gap is fundamentally difficult: Compass has already removed most cryptographic overheads, leaving ORAM accesses as the dominant cost, which are constrained by well-known Omega(log N) bandwidth lower bounds. Our key insight is that traditional ORAM overhead stems from the assumption of limited private memory, whereas modern GPU TEEs provide large private memory (Pmem) that blinds internal access patterns (Hunt et al., NSDI '23). This shift opens a new design space. We therefore propose Hoss, a first-of-its-kind oblivious semantic search system with a heterogeneous CPU-GPU TEE architecture that supports fast, scalable search with low cost of ownership. In Hoss, the GPU TEE's large Pmem hosts the hot-path HNSW traversal, while the lower layers of the graph, if they exceed GPU capacity, are offloaded to CPU TEEs. The system invokes oblivious primitives only when accessing these lower layers. The availability of large Pmem also enables new optimization opportunities. For example, Hoss features a host-access ORAM mechanism that goes beyond traditional performance constraints and incorporates several data-dependent optimizations that are not possible in prior designs. We implement a prototype of Hoss and benchmark it against Compass. Our results show that Hoss achieves up to 67x speedup while maintaining high recall, with larger gains at scale.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

【Google AI-Yi Tay】Transformer记忆为可微搜索索引”(DSI)
专知会员服务
10+阅读 · 2022年3月4日
专知会员服务
22+阅读 · 2021年4月1日
专知会员服务
82+阅读 · 2020年6月20日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
Hierarchically Structured Meta-learning
CreateAMind
27+阅读 · 2019年5月22日
Unsupervised Learning via Meta-Learning
CreateAMind
44+阅读 · 2019年1月3日
A Technical Overview of AI & ML in 2018 & Trends for 2019
待字闺中
18+阅读 · 2018年12月24日
基于二进制哈希编码快速学习的快速图像检索
极市平台
12+阅读 · 2018年5月17日
讲透RCNN, Fast-RCNN, Faster-RCNN,将CNN用于目标检测
数据挖掘入门与实战
18+阅读 · 2018年4月20日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
相关主题
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
4+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VIP内容
【Google AI-Yi Tay】Transformer记忆为可微搜索索引”(DSI)
专知会员服务
10+阅读 · 2022年3月4日
专知会员服务
22+阅读 · 2021年4月1日
专知会员服务
82+阅读 · 2020年6月20日
【SIGGRAPH2019】TensorFlow 2.0深度学习计算机图形学应用
专知会员服务
41+阅读 · 2019年10月9日
相关基金
国家自然科学基金
3+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
5+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+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
0+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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员