速度を落とさないハードウェア基盤の AI セキュリティ
本文の状態
日本語全文を表示中
詳細モードで約10分の本文を読めます。
同じ出来事の情報源
この情報源を基点に整理
NVIDIA Developer Blog
NVIDIA は、処理速度を低下させることなく AI システムを保護する新しいハードウェアベースのセキュリティ技術を発表した。
Source Article
元記事を日本語で読む
本文に関係しない購読案内、埋め込み通知、サイト内プロモーションは除いています。
AI は組織の運用方法を変革し、前例のない生産性とイノベーションを推進しています。しかし、データプライバシーや主権への懸念、そして推論中や AI モデルとの対話中にデータをどのように保護するかといった課題が、AI の導入を妨げる要因となっています。NVIDIA Confidential Computing (CC) は、アジェンティック AI の時代にあらゆるモデルを安全にスケールさせるために設計された、セキュリティとパフォーマンスを両立したソリューションです。
CC は、推論が実行されている最中のエンタープライズデータや独自モデルの重み、そしてモデル自体そのものを保護します。本稿では CC の概要を紹介し、CC を有効にしても推論のパフォーマンスは非対応のソリューションと比較してほぼ同等(最大 98%)であることを示すベンチマーク結果を提示します。
データ、コード、モデルの整合性
CC は、シリコンから相互接続、システムソフトウェアに至るまでを一貫したセキュリティレイヤーとして提供します。その仕組みは以下の通りです。

ハードウェアに根ざした信頼の基盤
NVIDIA Blackwell GPU(NVIDIA RTX PRO 6000、HGX B200、HGX B300 など)は、ハードウェアレベルで CC(機密コンピューティング)機能を備えて設計されています。特に HGX B200 と HGX B300 は、最大 8 枚の GPU にまたがる機密コンピューティングをサポートし、NVIDIA NVLink を介した暗号化も可能です。
シリコンレベルでは、GPU が製造時に融合(ファージョン)された秘密署名鍵を保持しています。この鍵は一度もソフトウェアやファームウェア、ホストシステムに露出することはありません。これが「アテステーションチェーン」の基盤となります。
アテステーション:実行前の検証
機密ワークロードが機密情報を受け取る前には、必ずリモートアテステーションを経由します。NVIDIA リモートアテステーションサービス(NRAS)は、GPU のハードウェアレポートと CPU TEE 測定値(AMD SEV-SNP または Intel TDX)を組み合わせた署名付き証拠バンドルを、「既知の正当な参照整合性マニフェスト(RIM)」と比較検証します。
CVM(機密仮想マシン)が検証済みで改ざんされていない状態であることが確認された後、モデル復号鍵などの機密情報を CVM 内に展開できます。アテステーションによるハンドシェイクは通常、起動時の一度きりのイベントです。ワークロードが実行中になった後は、個々の推論リクエストに対してアテステーションが追加の遅延を引き起こすことはありません。

図 2:アテステーションサービスは、遠隔から信頼済み実行環境(Trusted Execution Environment)のアイデンティティ、設定、完全性を検証し、暗号化証明を発行します。
機密コンピューティングにおける AI 推論パフォーマンスの最適化
Blackwell GPU 上で機密コンピューティング(CC)を導入すると、AI 推論のパフォーマンスへの影響は主に以下の 2 つの要因から生じます。
- 安全なワークロード提出のレイテンシ: 推論処理においては、この提出時の遅延がボトルネックになることが多く、暗号化やカーネル起動に伴うオーバーヘッドが原因です。特に小さな単位での処理ほど影響を受けやすくなります。1 つの GPU ワーク起動で処理する作業量を増やすことで、安全な起動に伴うオーバーヘッドの影響を軽減できます。
- ホストからデバイスへの CPU から GPU への帯域幅低下: 入力データを GPU に転送することに依存度の高いワークロードの場合、GPU を最大限に活用するために必要な帯域幅が、CC モードで利用可能な暗号化転送の帯域幅を超えていないかが性能を左右します。
機密コンピューティング下でも推論パフォーマンスを最適化する技術として、以下のような革新があります。
- CC 対応オートチューナ計時: FlashInfer は CC モードにおいてイベントタイマーに代わり、GPU のグローバルタイマーレジスタを使用します。これにより、オートチューナーはカーネル候補を正確に比較し、各形状に対して最速の実装を選択できるようになります。
- 非同期 D2H コピーワーカー: SGLang は、ステップごとのトークン読み取り処理をスケジューラのクリティカルパスから外します。これにより、計算と転送のオーバーラップが回復します。CC モードでは cudaMemcpyAsync を使用しても、ホストからデバイスへの転送やその逆方向の転送が事実上同期化されてしまうことが多いためです。
SGLang は、プリフィルと混合バッチ処理における CUDA グラフ再生機能を追加し、CC モードで増幅されるカーネル起動オーバーヘッドを削減しました。これにより、ピースワイズな CUDA グラフサポートが実現されています。
NVIDIA は引き続き、推論フレームワークの上位コミュニティとの連携を強化し、これらのフレームワークがパフォーマンス最適化された状態を保証するよう取り組んでいます。
CC モードにおける推論性能を、主要な指標別に測定しました。以下にテスト環境と測定結果の詳細を示します。
ベンチマーク結果
*テストしたすべてのワークロード構成において、CC モードを有効にしても、定常状態の推論時におけるスループットや出力トークンあたりの処理時間へのオーバーヘッドは最小限でした。*
以下の表は、Blackwell Ultra (HGX B300) 上で Qwen/Qwen3.5-397B-A17B-FP8 モデルを動作させた際の、CC のスループット、TTFT(Time To First Token)、TPOT(Time Per Output Token)のオーバーヘッドを要約したものです。
機密コンピューティングにおける相対パフォーマンス
| 並列処理数 | ISL/OSL = 1024 / 1024 | ISL/OSL = 8192 / 1024 | ||
|---|---|---|---|---|
| 並列処理数 | スループット/GPU (tok/s) | 中央値 TPOT (ms) | スループット/GPU (tok/s) | 中央値 TPOT (ms) |
| 並列処理数 | OFF 比 Δ% | OFF 比 Δ% | OFF 比 Δ% | OFF 比 Δ% |
| 4 | -2.0% | -1.6% | -3.5% | -3.6% |
| 8 | -2.6% | -2.4% | -2.8% | -2.9% |
| 16 | -5.3% | -4.9% | -2.8% | -3.0% |
| 32 | -6.3% | -7.8% | -1.0% | -0.9% |
| 64 | -6.2% | -6.8% | -2.3% | -2.4% |
| 128 | -7.5% | -8.1% | -3.5% | -3.5% |
| 256 | -4.6% | -4.1% | -3.6% | -3.7% |
表 1:NVIDIA 暗号化コンピューティング(Confidential Computing)有効時の相対的なパフォーマンスへの影響
テスト環境
ベンチマーク: FP8 精度での Qwen 3.5 397B-A17B モデル
環境: GPU パススルー機能付きの仮想マシン
ベースライン: 暗号化コンピューティング無効
実験設定: 暗号化コンピューティング有効
それ以外の条件はすべて同一に保っています。
ハードウェア構成
Blackwell Ultra を搭載した HGX B300。
ソフトウェアスタック
| コンポーネント | バージョン / 詳細 |
|---|---|
| プラットフォーム | Intel TDX |
| ホスト OS | Ubuntu 25.10 |
| ホストカーネル | 6.17.0-20-generic |
| ゲスト OS | Ubuntu 24.04.4 LTS |
| ゲストカーネル | 6.8.0-124-generic |
| ゲスト vCPU | 256 |
| ゲスト NUMA | 2 ノード |
| NVIDIA ドライバ | 595.71.05 |
| VBIOS | FW 1.4.x [97.10.64.00.0C] |
| GPU 電力制限 | 1100.00 |
| CUDA | 13.2 |
| SGlang | docker.io/lmsysorg/sglang:v0.5.12-cu130PRs: 28251 (SGLang) and 3638 (FlashInfer) |
| NCCL | v2.28.9-1 |
| OpenSSL | 3.6.0 |
| オーケストレーション | Docker Container + NVIDIA Container Toolkit |
表 2 テスト環境のソフトウェア構成
注:この ドキュメント に記載されている CPU の電力設定と vCPU ピン留め設定に従ってください。
ワークロードパラメータ
各構成は、実際の企業向け推論ワークロードを代表する幅広い条件でテストされました:
入力/出力トークン長: 8192/1024, 1024/1024
バッチサイズ: 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256 の並行リクエスト。
推論フレームワーク(モード): SGLang (Server)
ベースライン: –enable-symm-mem を使用しない場合
収集した指標
- GPU あたり出力スループット(トークン/秒/GPU)
- 最初のトークンまでの中央値時間(TTFT):リクエスト送信から最初のトークン生成までの遅延(ミリ秒)
- 出力トークンあたりの中央値時間(TPOT):定常状態のストリーミングにおけるトークン生成ごとの遅延(ミリ秒)
今後の方向性
ハードウェアレベルのセキュリティである CC は、機密性の高い AI ワークロードを保護しつつ、本番環境で必要なパフォーマンスも維持します。
CC は、最小限のパフォーマンスオーバーヘッドで、本番推論ワークロードに対するより強固なセキュリティ基盤を提供します。SGLang 上で Qwen 3.5 を使用した評価では、並行レベルや入力シーケンス長、出力シーケンス長のさまざまな組み合わせにおいてこの結果が確認されました。これにより、組織はパフォーマンスを犠牲にすることなく、AI ワークロードとデータを保護し、規制への準拠を実現できることが証明されています。
Blackwell 上で CC を活用して AI ワークロードを保護するには、NVIDIA とパートナーと共に以下のリソースをご覧ください。
リソース
NVIDIA Confidential Computing Documentation
NVIDIA Blackwell Architecture Whitepaper
NVIDIA GPU Operator and Container Toolkit
NVIDIA Remote Attestation Service (NRAS)
NIST SP 800-207 Zero Trust Architecture
GDPR Article 32 — Security of Processing
執筆者について
原文を表示
AI has transformed how organizations operate, driving unprecedented levels of productivity and innovation. However, AI adoption can be impeded by concerns surrounding data privacy, sovereignty and how to secure data while it is in use, or during inference and engagement with AI models. NVIDIA Confidential Computing (CC) was engineered to be a secure and performant solution for the era of agentic AI to scale any model securely.
CC enables the protection of enterprise data and proprietary model weights and the model itself during active inference. In this post, we will provide an overview of CC and demonstrate benchmarks that show its inference performance is nearly identical (up to 98%) to solutions that don’t enable CC security.
Data, code, and model integrity
CC provides a security layer that spans silicon, interconnect, and system software. Here’s how it works:

Hardware root of trust
NVIDIA Blackwell GPUs, including the NVIDIA RTX PRO 6000, HGX B200, and HGX B300, are engineered with CC embedded in the hardware. The HGX B200 and HGX B300 GPUs support confidential computing across multiple GPUs (up to 8) with NVIDIA NVLink encryption. At the silicon level, the GPU maintains a private signing key that is fused at the time of manufacturing and never exposed to software, firmware, or the host system. This key is the foundation of the attestation chain.
Attestation: Verification before execution
Before a confidential workload receives any secrets, it undergoes remote attestation. The NVIDIA Remote Attestation Service (NRAS) verifies a signed evidence bundle—the GPU’s hardware report combined with CPU TEE measurements (AMD SEV-SNP or Intel TDX)—against a known-good reference integrity manifest (RIM).
Once the Confidential VM (CVM) is in a verified, unmodified state, secrets such as model decryption keys can be deployed into the CVM. The attestation handshake is typically a one-time startup event. Once the workload is running, attestation does not add latency to individual inference requests.

Optimizing AI inference performance in Confidential Computing
CC changes to AI inference performance on Blackwell GPUs can come from two areas:
- Secure work submission latency: For inference, secure work submission latency is often the larger factor and due to the added overhead from encryption and kernel launches, smaller units of work are more affected. Increasing the amount of work performed per GPU work launch reduces the impact of the secure launch overhead.
- Reduced host-to-device CPU-to-GPU bandwidth: If a workload depends heavily on transferring inputs to the GPU, performance will depend on whether the required bandwidth to keep the GPU fully utilized exceeds the encrypted transfer bandwidth available in CC mode.
Several innovations optimize inference performance with CC including:
- CC-safe autotuner timing: FlashInfer replaces event timers in CC mode with the GPU global timer register, allowing autotuners to accurately compare kernel candidates and select the fastest implementation for each shape.
- Async D2H copy worker: SGLang moves per-step token readback off the scheduler’s critical path. This helps restore compute/copy overlap because CC can otherwise make many host-to-device and device-to-host copies effectively synchronous during cudaMemcpyAsync.
- Piecewise CUDA graph support: SGLang adds CUDA graph replay for prefill and mixed batches, reducing kernel launch overhead that is amplified in CC mode.
NVIDIA continues to work with upstream communities for inference frameworks to ensure these frameworks are optimized for performance.
We measured the inference performance of CC across different key metrics. Below are the details on the test setup and measurements.
Benchmark results
*Across all workload configurations tested, enabling CC mode produced minimal throughput and time per output token overhead during steady-state inference.*
The following table summarizes CC throughput, TTFT, TPOT overhead on Blackwell Ultra (HGX B300) for model Qwen/Qwen3.5-397B-A17B-FP8
Relative Performance of Confidential Computing
| Concurrency | ISL/OSL = 1024 / 1024 | ISL/OSL = 8192 / 1024 | ||
|---|---|---|---|---|
| Concurrency | Throughput/GPU (tok/s) | Median TPOT (ms) | Throughput/GPU (tok/s) | Median TPOT (ms) |
| Concurrency | Δ% vs OFF | Δ% vs OFF | Δ% vs OFF | Δ% vs OFF |
| 4 | -2.0% | -1.6% | -3.5% | -3.6% |
| 8 | -2.6% | -2.4% | -2.8% | -2.9% |
| 16 | -5.3% | -4.9% | -2.8% | -3.0% |
| 32 | -6.3% | -7.8% | -1.0% | -0.9% |
| 64 | -6.2% | -6.8% | -2.3% | -2.4% |
| 128 | -7.5% | -8.1% | -3.5% | -3.5% |
| 256 | -4.6% | -4.1% | -3.6% | -3.7% |
*Table 1. Relative performance impact of enabling NVIDIA Confidential Computing*
Test Setup
Benchmark: Qwen 3.5 397B-A17B model at FP8 precisionEnvironment: Virtual Machine with GPU passthroughBaseline: Confidential Computing OffExperiment: Confidential Computing On
All other variables held constant.
Hardware Configurations
HGX B300 with Blackwell Ultra.
Software Stack
| Component | Version / Detail |
|---|---|
| Platform | Intel TDX |
| Host OS | Ubuntu 25.10 |
| Host Kernel | 6.17.0-20-generic |
| Guest OS | Ubuntu 24.04.4 LTS |
| Guest Kernel | 6.8.0-124-generic |
| Guest vCPUs | 256 |
| Guest NUMA | 2 nodes |
| NVIDIA Driver | 595.71.05 |
| VBIOS | FW 1.4.x [97.10.64.00.0C] |
| GPU Power Limit | 1100.00 |
| CUDA | 13.2 |
| SGlang | docker.io/lmsysorg/sglang:v0.5.12-cu130PRs: 28251 (SGLang) and 3638 (FlashInfer) |
| NCCL | v2.28.9-1 |
| OpenSSL | 3.6.0 |
| Orchestration | Docker Container + NVIDIA Container Toolkit |
*Table 2. Software configuration for test setup*
Note: Please follow the CPU power and vCPU pinning configuration described in this document.
Workload Parameters
Each configuration was tested across a range of conditions representative of real enterprise inference workloads:
Input/output token lengths: 8192/1024, 1024/1024Batch sizes: 4, 8, 16, 32, 64, 128 and 256 concurrent requests. Inference framework (Mode): SGLang (Server)Baseline: Without –enable-symm-mem
Metrics Collected
Output Throughput per GPU (tokens/sec/gpu)Median Time to First Token (TTFT) — latency from request submission to first token generated, in msMedian Time Per Output Token (TPOT) — per-token generation latency in steady-state streaming, in ms
Path forward
Hardware-level security with CC protects sensitive AI workloads while preserving the performance needed for production AI workloads.
CC provides a stronger security foundation for production inference workloads with minimal performance overheads. In our evaluation using Qwen 3.5 on SGLang, we observed this across a sweep of concurrency levels, input sequence lengths, and output sequence lengths, proving that organizations can secure their AI workloads and data, and stay compliant to regulation without compromising on performance.
Join NVIDIA and our partners to secure your AI workloads with CC on Blackwell by accessing the resources below.
Resources
NVIDIA Confidential Computing Documentation
NVIDIA Blackwell Architecture Whitepaper
NVIDIA GPU Operator and Container Toolkit
NVIDIA Remote Attestation Service (NRAS)
NIST SP 800-207 Zero Trust Architecture
GDPR Article 32 — Security of Processing
About the Authors
関連記事
今日のまとめ
AIデイリーブリーフで今日の重要ニュースをまとめ読み