Device-side Large Language Models (LLMs) have witnessed explosive growth, offering higher privacy and availability compared to cloud-side LLMs. During LLM inference, both model weights and user data are valuable, and attackers may even compromise the OS kernel to steal them. ARM TrustZone is the de facto hardware-based isolation technology on mobile devices, used to protect sensitive applications from a compromised OS. However, protecting LLM inference with TrustZone incurs significant overhead due to its inflexible isolation of memory and the NPU. To address these challenges, this paper introduces FlexServe, a fast and secure LLM serving system for mobile devices. It first introduces a Flexible Resource Isolation mechanism to construct Flexible Secure Memory (Flex-Mem) and Flexible Secure NPU (Flex-NPU). Both memory pages and the NPU can be efficiently switched between unprotected and protected modes. Based on these mechanisms, FlexServe designs a fast and secure LLM inference framework within TrustZone's secure world. The LLM-Aware Memory Management and Secure Inference Pipeline are introduced to accelerate inference. A Multi-Model Scheduler is proposed to optimize multi-model workflows. We implement a prototype of FlexServe and compare it with two TrustZone-based strawman designs. The results show that FlexServe achieves an average $10.05\times$ speedup in Time to First Token (TTFT) compared to the strawman, and an average $2.44\times$ TTFT speedup compared to an optimized strawman with pipeline and secure NPU enabled. For multi-model agent workflows, the end-to-end speedup is up to $24.30\times$ and $4.05\times$ compared to the strawman and optimized strawman, respectively.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

LLMs与生成式智能体模拟:复杂系统研究的新范式
专知会员服务
28+阅读 · 2025年6月15日
OpenAI 32页《智能体》指南,如何构建首个智能体系统
专知会员服务
50+阅读 · 2025年4月18日
大型语言模型(LLMs),附Slides与视频
专知会员服务
71+阅读 · 2024年6月30日
LLMCad:快速可扩展的设备上大型语言模型推理
专知会员服务
35+阅读 · 2023年9月11日
滴滴离线索引快速构建FastIndex架构实践
InfoQ
21+阅读 · 2020年3月19日
美团:基于跨平台框架Flutter的动态化平台建设
前端之巅
14+阅读 · 2019年6月17日
Fast-OCNet: 更快更好的OCNet.
极市平台
21+阅读 · 2019年2月10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
专访 | Recurrent AI:呼叫系统的「变废为宝」
机器之心
12+阅读 · 2018年11月28日
用Rasa NLU构建自己的中文NLU系统
待字闺中
18+阅读 · 2017年9月18日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26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
6+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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
DeepSeek 版Claude Code,免费小白安装教程来了!
专知会员服务
6+阅读 · 5月5日
《美空军条令出版物 2-0:情报(2026版)》
专知会员服务
9+阅读 · 5月5日
帕兰提尔 Gotham:一个游戏规则改变器
专知会员服务
5+阅读 · 5月5日
【综述】 机器人学习中的世界模型:全面综述
专知会员服务
11+阅读 · 5月4日
伊朗的导弹-无人机行动及其对美国威慑的影响
相关资讯
滴滴离线索引快速构建FastIndex架构实践
InfoQ
21+阅读 · 2020年3月19日
美团:基于跨平台框架Flutter的动态化平台建设
前端之巅
14+阅读 · 2019年6月17日
Fast-OCNet: 更快更好的OCNet.
极市平台
21+阅读 · 2019年2月10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
专访 | Recurrent AI:呼叫系统的「变废为宝」
机器之心
12+阅读 · 2018年11月28日
用Rasa NLU构建自己的中文NLU系统
待字闺中
18+阅读 · 2017年9月18日
From Softmax to Sparsemax-ICML16(1)
KingsGarden
74+阅读 · 2016年11月26日
相关基金
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
6+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
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
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员