論文の概要: Cost Characterization of Vertically Partitioned Federated Knowledge Graphs
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.13664v1
- Date: Sat, 12 Sep 2026 02:47:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-09-16 07:15:05.456743
- Title: Cost Characterization of Vertically Partitioned Federated Knowledge Graphs
- Title(参考訳): 垂直分割型フェデレーション知識グラフのコスト特性
- Abstract要約: 知識グラフは、エンティティ空間を共有するが、関係の非結合部分集合を所有する自律的な組織に分散している。
マルチホップクエリに答えるには、複数のサイロから事実を組み合わせる必要がある可能性がある。
設計空間として垂直分割を形式化し、セマンティックドメイングループ化、周波数バランス分割、共起グラフカット分割、ランダム分割の4つの戦略を比較する。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 1.1565257196553245
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Knowledge graphs are increasingly distributed across autonomous organizations that share an entity space but own disjoint subsets of relations, forming a vertical partition. Answering a multi-hop query may require combining facts from several silos, making the partitioning strategy a key data management decision that affects communication, indexing, load balance, and query latency. However, the costs associated with different partitioning strategies remain insufficiently studied. We formalize vertical partitioning as a design space and compare four strategies: semantic domain grouping, frequency-balanced partitioning, co-occurrence graph-cut partitioning, and random partitioning. We evaluate them using five metrics: communication cost, candidate index size, cross-silo path length, load balance, and end-to-end query latency. Three of the five prove to be determined by the graph and the silo count rather than by the partition, which reduces the design problem to two conflicting axes, cross-silo path length and load balance. Experiments on MetaQA and PathQuestion use a fixed federated knowledge graph question-answering architecture based on TransE embeddings and a frozen BERT encoder across three silo configurations. By keeping the learning model unchanged, we isolate the effect of partitioning and show that the trade-off between locality and balance holds only where each silo can hold several relations, weakening as the number of silos increases. The study provides practical guidance for deployments constrained by cross-silo reasoning or by silo load.
- Abstract(参考訳): 知識グラフは、エンティティ空間を共有するが、関係の非結合部分集合を所有する自律的な組織に分散し、垂直分割を形成する。
マルチホップクエリに答えるには、複数のサイロから事実を組み合わせる必要があるため、パーティショニング戦略は、通信、インデックス付け、ロードバランス、クエリレイテンシに影響を及ぼす重要なデータ管理判断になる。
しかし、異なる分割戦略に関連するコストは依然として十分に研究されていない。
設計空間として垂直分割を形式化し、セマンティックドメイングループ化、周波数バランス分割、共起グラフカット分割、ランダム分割の4つの戦略を比較する。
通信コスト,候補インデックスサイズ,クロスサイロパス長,ロードバランス,エンドツーエンドクエリレイテンシの5つの指標を用いて評価を行った。
5つのうち3つが分割よりもグラフとサイロ数によって決定されることが証明され、設計問題を2つの矛盾する軸、クロスサイロパス長、ロードバランスに還元する。
MetaQAとPathQuestionの実験では、TransE埋め込みに基づく固定された知識グラフ質問応答アーキテクチャと、3つのサイロ構成にまたがる凍結BERTエンコーダを用いている。
学習モデルをそのまま維持することにより、分割の効果を分離し、各サイロが複数の関係を持つ場合にのみ局所性とバランスのトレードオフが成立し、サイロの数が増加するにつれて弱まることを示す。
この研究は、クロスサイロ推論やサイロ負荷によるデプロイメントの実践的なガイダンスを提供する。
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