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lm-003721 · 2026-09

空間投影不變量與持久座標框架

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SPET Paper 02

空間投影不變量與持久座標框架

Spatial Projection Invariants and Persistent Coordinate Frames

版本:v0.1
日期:2026-08-27
理論定位:SPET Series Paper 02 / Spatial Semantics and Frame Persistence
依賴:SPET Paper 00、SPET Paper 01
作者: Neo.K
機構: EveMissLab/一言諾科技有限公司


摘要

本文延續 Stable Projection Epoch Theory(SPET),建立投影期元內的空間語義與持久座標框架理論。前述研究已指出,高維 factor-aware、spectral、attention-weighted 或 topology-dependent projection 可能對微小來源狀態變化產生大尺度座標重排,使得:

State Locality⇏Projection Locality.\text{State Locality} \not\Rightarrow \text{Projection Locality}.

若 projected-native computation 直接依賴 pixel、tile、region、neighbor、address 或 graph-local relation,則任意 state mutation 後立即重新計算 projection frame,將造成 operator semantic drift、cache locality 失效、provenance 模糊與多步 composition 不穩定。

本文提出 Persistent Coordinate Frame(PCF),將 projection frame 從 encoder 的暫態結果提升為 projection epoch 的正式計算狀態。對第 kk 個 epoch,定義:

πk=Ak,Rk,Tk,Lk,Gk,Vk,\pi_k = \left\langle A_k, R_k, T_k, L_k, G_k, V_k \right\rangle,

分別描述 address mapping、region partition、tile structure、locality relation、geometric/topological contract 與 frame identity/version。本文進一步定義六類主要 Spatial Projection Invariants:

Ikspace={Iaddr,Iidentity,Iregion,Itile,Ilocality,Ireach}.\mathcal I_k^{space} = \left\{ I_{addr}, I_{identity}, I_{region}, I_{tile}, I_{locality}, I_{reach} \right\}.

其核心原則為:

State Mutation⇏Authoritative Frame Mutation\boxed{ \text{State Mutation} \not\Rightarrow \text{Authoritative Frame Mutation} }

以及:

Frame PersistencePermanent Coordinate Fixation.\boxed{ \text{Frame Persistence} \neq \text{Permanent Coordinate Fixation}. }

在同一 epoch 內,frame identity 與被保護的空間關係保持穩定;跨 epoch 則允許透過 Release 與 Reprojection Certificate 建立新 frame。本文同時區分 fixed-frame semantics 與 dynamic-reprojection semantics,指出兩者不必相等:

Fπk(S)Fπk+1(S)F^{\pi_k}(S) \neq F^{\pi_{k+1}}(S)

是合法且可預期的,因為 projection frame 本身就是 operator semantics 的一部分。

本文提出 spatial debt、frame migration cost、cross-frame correspondence、region continuity、tile locality obligation 與 frame-relative operator typing,並以 HDSRC Stable Projection Epoch 實驗為初步證據:在 768D、4096D、10000D 與 65537D 等尺度中,dynamic reprojection 可產生大規模 coordinate drift,而 fixed epoch frame 可保持多步 projected-native transform 的 exact closure。本文最終將 projection frame 定義為一種具有身份、作用域、歷史與轉換證書的正式計算物件。

關鍵詞: Stable Projection Epoch、Persistent Coordinate Frame、Spatial Invariants、Projection Frame、Coordinate Identity、Locality、Tile Semantics、HDSRC、AI Native Computation


0. 研究目的

SPET Paper 00 建立 Stable Projection Epoch 的基本形式:

Π(t)=Πk,t[τk,τk+1),\Pi(t)=\Pi_k, \qquad t\in[\tau_k,\tau_{k+1}),

而 Paper 01 回答:

什麼時候狀態足以 Freeze?

本文回答下一個問題:

Freeze 之後,什麼空間性質必須在整個 epoch 內保持?

此問題不是單純 UI layout 問題。

當 projected representation 本身成為 computational substrate 時:

  • pixel address;
  • coordinate identity;
  • tile membership;
  • region boundary;
  • neighbor relation;
  • cross-tile reachability;

都可能具有直接的計算語義。

因此空間不能只被理解為:

visual arrangement.\text{visual arrangement}.

更精確地:

Projected Space=Address Space+Computation Space+Semantic Geometry\boxed{ \text{Projected Space} = \text{Address Space} + \text{Computation Space} + \text{Semantic Geometry} }

1. Projection Frame 作為正式狀態

定義第 kk 個 projection frame:

πk=Ak,Rk,Tk,Lk,Gk,Vk\boxed{ \pi_k = \left\langle A_k, R_k, T_k, L_k, G_k, V_k \right\rangle }

其中:

  • AkA_k:source coordinate 到 projected address 的 mapping;
  • RkR_k:region partition;
  • TkT_k:tile / page partition;
  • LkL_k:locality relation;
  • GkG_k:geometric / topological contract;
  • VkV_k:frame identity、version 與 provenance。

因此:

πk\pi_k

不是暫時的 permutation。

它是一個具有身份的 state object。


2. Frame Identity

定義:

FrameID(πk)=H(Ak,Rk,Tk,Lk,Gk,Vk)\boxed{ \mathsf{FrameID}(\pi_k) = H( A_k, R_k, T_k, L_k, G_k, V_k ) }

其中 HH 可為 cryptographic digest、canonical semantic digest 或版本化 identity function。

任何 projected-native operator:

FPF_P

都必須宣告其有效 frame:

FP:(P,FrameID)P.\boxed{ F_P: (P,\mathsf{FrameID}) \rightarrow P'. }

而不能只宣告:

FP(P).F_P(P).

3. Coordinate Identity

若來源 coordinate universe 為:

C={c1,,cn},\mathcal C = \{c_1,\ldots,c_n\},

則 frame πk\pi_k 建立:

Ak:CσPkA_k: \mathcal C_\sigma \rightarrow \mathcal P_k

其中:

CσC\mathcal C_\sigma \subseteq \mathcal C

是本 projection scope 中的 active coordinates。

對被保護 coordinate:

ciCkprot,c_i\in\mathcal C_k^{prot},

epoch 內要求:

Ak(ci)=pi\boxed{ A_k(c_i)=p_i }

保持不變。

這稱為 Coordinate Identity Invariant


4. Address Invariant

Address invariant 要求:

Iaddr:Ak(ci)=piI_{addr}: \quad A_k(c_i)=p_i

在 epoch 中保持一致。

更強版本可要求 injectivity:

cicjAk(ci)Ak(cj).c_i\neq c_j \Rightarrow A_k(c_i)\neq A_k(c_j).

若 projection 允許多 coordinate 聚合到同一位置,則必須改用 typed multi-address contract:

Ak(ci)=p,channel,layer,slot.A_k(c_i) = \langle p, channel, layer, slot \rangle.

因此 address correctness 必須相對於 carrier profile 定義。


5. State Mutation 與 Address Persistence

來源值可以改變:

vi(t+1)vi(t),v_i(t+1)\neq v_i(t),

但只要 epoch 尚未 Release:

Ak(ci,t+1)=Ak(ci,t).\boxed{ A_k(c_i,t+1)=A_k(c_i,t). }

因此:

ΔvalueΔidentity.\boxed{ \Delta value \neq \Delta identity. }

這是 persistent frame 的第一個核心區分。


6. Region Structure

定義 region partition:

Rk={R1,,Rm}R_k = \{ \mathcal R_1,\ldots,\mathcal R_m \}

滿足:

j=1mRj=Pkactive.\bigcup_{j=1}^{m}\mathcal R_j = \mathcal P_k^{active}.

根據 carrier profile,可要求:

RiRj=\mathcal R_i\cap\mathcal R_j = \varnothing

或允許 overlapping typed regions。

Region 可以代表:

  • semantic cluster;
  • attention domain;
  • graph component;
  • memory block;
  • operator domain;
  • precision zone;
  • ownership boundary。

7. Region Membership Invariant

對 protected coordinate:

cic_i

若 Freeze 時:

Ak(ci)Ra,A_k(c_i)\in\mathcal R_a,

則 epoch 內:

Ak(ci,t)Ra\boxed{ A_k(c_i,t)\in\mathcal R_a }

除非 operator contract 明確允許 region migration。

因此 region migration 本身必須 typed:

MoveRegion:(ci,Ra,Rb)Cert.\mathsf{MoveRegion} : (c_i,\mathcal R_a,\mathcal R_b) \rightarrow \mathsf{Cert}.

8. Tile Structure

定義 tile partition:

Tk={T1,,Tq}.T_k = \{ \mathcal T_1,\ldots,\mathcal T_q \}.

Tile 是 physical / logical materialization unit。

Region 與 Tile 不必相同:

RegionTile.\boxed{ Region \neq Tile. }

一個 semantic region 可以跨多 tile;

一個 tile 也可能包含多個 semantic region。


9. Tile Membership Invariant

若 operator:

FTaF_{\mathcal T_a}

宣告自己為 tile-local,則 required read set:

ReadSet(FTa)\mathsf{ReadSet}(F_{\mathcal T_a})

必須滿足:

ReadSet(FTa)Ta\boxed{ \mathsf{ReadSet}(F_{\mathcal T_a}) \subseteq \mathcal T_a }

若實際 dependency 超出:

Ta,\mathcal T_a,

則不能仍標記為 tile-local。

這稱為 No Hidden Cross-Tile Dependency Principle


10. Locality Relation

定義 locality relation:

LkCσ×Cσ.L_k \subseteq \mathcal C_\sigma \times \mathcal C_\sigma.

其意義不是單純 Euclidean distance。

可以是:

  • geometric locality;
  • graph locality;
  • semantic locality;
  • cache locality;
  • attention locality;
  • dependency locality。

因此:

Lkone universal distance metric.\boxed{ L_k \neq \text{one universal distance metric}. }

11. Locality Profile

定義:

Λk=Lkgeo,Lkgraph,Lksem,Lkcache,Lkattn\boxed{ \Lambda_k = \left\langle L_k^{geo}, L_k^{graph}, L_k^{sem}, L_k^{cache}, L_k^{attn} \right\rangle }

每種 locality 可以具有不同 threshold:

δgeo,δgraph,δsem,δcache,δattn.\delta_{geo}, \delta_{graph}, \delta_{sem}, \delta_{cache}, \delta_{attn}.

因此某對 coordinate 可以:

geometrically far\text{geometrically far}

但:

graph-local.\text{graph-local}.

Projection correctness 必須明確指定關心哪一種 locality。


12. Locality Invariant

對 protected dependency pair:

(ci,cj)Lkreq,(c_i,c_j)\in L_k^{req},

要求:

dk(Ak(ci),Ak(cj))δk\boxed{ d_k(A_k(c_i),A_k(c_j)) \le \delta_k }

或更一般地:

AccessCostk(ci,cj)Bk.\mathsf{AccessCost}_k(c_i,c_j) \le B_k.

這使 locality invariant 不必綁死在幾何距離,而可以直接綁定 materialization / I/O budget。


13. Reachability Invariant

若 canonical relation:

cicjc_i\leadsto c_j

屬於 projection scope,則 projected representation 必須保持合法查詢:

ReachP(Ak(ci),Ak(cj))=ReachS(ci,cj)\boxed{ \mathsf{Reach}_P(A_k(c_i),A_k(c_j)) = \mathsf{Reach}_S(c_i,c_j) }

對 exact scope 成立。

若是 approximate graph projection,則可要求:

ReachPReachS.\mathsf{Reach}_P \sim \mathsf{Reach}_S.

14. Topological Invariant

定義 canonical local topology:

TS\mathcal T_S

與 projected topology:

TP.\mathcal T_P.

對指定 protected topology class:

Tσ,\mathfrak T_\sigma,

要求:

TPTσTS.\boxed{ \mathcal T_P \sim_{\mathfrak T_\sigma} \mathcal T_S. }

這裡不要求所有拓撲性質都保存。

只要求 scope 宣告的 topology obligations。

例如:

  • connected component count;
  • path existence;
  • boundary separation;
  • neighborhood order;
  • cycle class。

15. Spatial Projection Invariant Family

本文定義:

Ikspace={Iaddr,Iidentity,Iregion,Itile,Ilocality,Ireach,Itopology}.\boxed{ \mathcal I_k^{space} = \left\{ I_{addr}, I_{identity}, I_{region}, I_{tile}, I_{locality}, I_{reach}, I_{topology} \right\}. }

每個 invariant 具有:

Ij=Type,Scope,Predicate,Severity,Tolerance,Evidence.I_j = \left\langle Type, Scope, Predicate, Severity, Tolerance, Evidence \right\rangle.

因此 spatial invariant 本身也是 typed obligation。


16. Hard Spatial Invariant

若某 invariant 被標為 hard:

IjH,I_j^{H},

則任何 projected-native transform:

FPF_P

若導致:

IjH(P)=0,I_j^{H}(P')=0,

必須:

FP=REJECT.\boxed{ F_P=\mathsf{REJECT}. }

或:

Release\mathsf{Release}

再進行新 epoch。


17. Soft Spatial Invariant

某些 locality 或 geometric constraints 可允許:

d(Ij(P),Ij(P))εj.d(I_j(P'),I_j(P)) \le \varepsilon_j.

這種 invariant 可以標為:

IjS(εj).I_j^{S}(\varepsilon_j).

但 soft invariant 不得被用來替代 hard coordinate identity。


18. Frame Persistence

在 epoch Ek\mathcal E_k 中:

t[τk,τk+1),FrameID(t)=FrameID(πk).\boxed{ \forall t\in[\tau_k,\tau_{k+1}), \quad \mathsf{FrameID}(t) = \mathsf{FrameID}(\pi_k). }

這稱為 Frame Persistence

它不是說 source values 不變。

而是說:

authoritative mapping contract 不變。


19. Persistent Frame 不等於永久固定

本文明確區分:

PersistentPermanent.\boxed{ \text{Persistent} \neq \text{Permanent}. }

Persistent 的語義是:

stable within an epoch.\text{stable within an epoch}.

當 Release 發生:

EkRELEASED,\mathcal E_k \rightarrow \mathsf{RELEASED},

則下一個 frame:

πk+1\pi_{k+1}

可以與:

πk\pi_k

完全不同。


20. Dynamic Reprojection Semantics

定義 dynamic projection:

πt=BuildFrame(St).\pi_t = \mathsf{BuildFrame}(S_t).

則:

Pt=Φπt(St).P_t = \Phi_{\pi_t}(S_t).

如果:

StSt+1,S_t \rightarrow S_{t+1},

立即建立:

πt+1=BuildFrame(St+1).\pi_{t+1} = \mathsf{BuildFrame}(S_{t+1}).

這種 semantics 適合:

  • continuous adaptive visualization;
  • manifold tracking;
  • exploratory geometry;
  • non-address-sensitive rendering。

但對 projected-native computation,可能產生 semantic drift。


21. Fixed-Frame Semantics

在 Stable Epoch:

πt=πk.\pi_t=\pi_k.

因此:

Pt=Φπk(St).P_t = \Phi_{\pi_k}(S_t).

即使:

StSt+1,S_t\neq S_{t+1},

仍使用同一:

πk.\pi_k.

這使 coordinate identity 與 operator domain 穩定。


22. Dynamic / Fixed Non-Equivalence

存在:

S,πk,πS', \pi_k, \pi'

使:

Φπk(S)Φπ(S).\boxed{ \Phi_{\pi_k}(S') \neq \Phi_{\pi'}(S'). }

更重要的是,若 operator 使用 tile/region semantics:

Fπk(S)Fπ(S).F^{\pi_k}(S') \neq F^{\pi'}(S').

這不是 implementation bug。

因為:

π is part of operator semantics.\boxed{ \pi \text{ is part of operator semantics}. }

23. Frame-Relative Operator Typing

定義:

F:PπkPπk\boxed{ F: \mathcal P_{\pi_k} \rightarrow \mathcal P_{\pi_k} }

表示 FF 只在 frame πk\pi_k 下合法。

若 operator frame-independent,才可標:

F:PP.F: \mathcal P_{*} \rightarrow \mathcal P_{*}.

但 frame-independent 必須證明,不能預設。


24. Frame-Relative Computational Equivalence

若:

Dπk(FP(Φπk(S)))=FSπk(S),D_{\pi_k} \left( F_P( \Phi_{\pi_k}(S) ) \right) = F_S^{\pi_k}(S),

則稱:

FPπkFS.\boxed{ F_P \sim_{\pi_k} F_S. }

這不是:

FPFSF_P \sim F_S

的 context-free equality。


25. Finite Composition Closure

若:

F1,,FmF_1,\ldots,F_m

皆為 πk\pi_k -valid operators,且每一步保持:

Ikspace,\mathcal I_k^{space},

則:

FmF1F_m\circ\cdots\circ F_1

仍在:

Pπk\mathcal P_{\pi_k}

內合法。

即:

Fknative is finitely composable under invariant preservation.\boxed{ \mathcal F_k^{native} \text{ is finitely composable under invariant preservation}. }

26. Coordinate Drift

定義 frame drift:

Δπ(π,π)={c:Aπ(c)Aπ(c)}.\boxed{ \Delta_\pi(\pi,\pi') = \left| \{ c: A_\pi(c)\neq A_{\pi'}(c) \} \right|. }

normalized drift:

δπ=ΔπCσ.\delta_\pi = \frac{ \Delta_\pi }{ |\mathcal C_\sigma| }.

這可量化 dynamic reprojection 的空間 churn。


27. Weighted Drift

若 coordinate 有 importance weight:

w(c),w(c),

則:

Δπw=cw(c)1[Aπ(c)Aπ(c)].\boxed{ \Delta_\pi^{w} = \sum_{c} w(c) \mathbf 1[ A_\pi(c)\neq A_{\pi'}(c) ]. }

這比單純 count 更適合 attention-sensitive projection。


28. Region Drift

定義:

ΔR={c:Regionπ(c)Regionπ(c)}.\Delta_R = \left| \{ c: Region_{\pi}(c) \neq Region_{\pi'}(c) \} \right|.

即使 address drift 大,但 region drift 小,也可能仍保留某些高層 semantic locality。

因此:

Coordinate DriftRegion Drift.\boxed{ \text{Coordinate Drift} \neq \text{Region Drift}. }

29. Tile Drift

定義:

ΔT={c:Tileπ(c)Tileπ(c)}.\Delta_T = \left| \{ c: Tile_{\pi}(c) \neq Tile_{\pi'}(c) \} \right|.

Tile drift 對:

  • cache invalidation;
  • I/O;
  • local operator semantics;
  • incremental commit;

尤其重要。


30. Frame Migration

跨 epoch:

πkπk+1\pi_k \rightarrow \pi_{k+1}

需要 migration map:

Mkk+1:PπkPπk+1.\boxed{ M_{k\to k+1} : \mathcal P_{\pi_k} \rightarrow \mathcal P_{\pi_{k+1}}. }

Migration 不等於重新 decode source 再重投影的唯一方案。

它可以是:

  • direct permutation;
  • tile shuffle;
  • layer remap;
  • sparse relocation;
  • semantic reconstruction。

31. Frame Migration Cost

定義:

Cmig=Cmove+Creindex+Ccache+Cverify+Cattention+Chistory.\boxed{ C_{mig} = C_{move} + C_{reindex} + C_{cache} + C_{verify} + C_{attention} + C_{history}. }

因此重新投影的收益必須與 migration cost 比較。


32. Reprojection Benefit

定義:

Breproj=Blocality+Btask+Bcompression+Battention+Bexecution.B_{reproj} = B_{locality} + B_{task} + B_{compression} + B_{attention} + B_{execution}.

只有當:

Breproj>Cmig+Crisk\boxed{ B_{reproj} > C_{mig} + C_{risk} }

且 certificate 通過時,reprojection 才有工程理由。


33. Spatial Debt

定義:

Δspace={δlocality,δtile,δregion,δreach,δtopology}.\boxed{ \Delta_{space} = \left\{ \delta_{locality}, \delta_{tile}, \delta_{region}, \delta_{reach}, \delta_{topology} \right\}. }

在 epoch 內,state evolution 可能累積 spatial debt。

例如:

semantic neighbors\text{semantic neighbors}

逐漸被固定 frame 拉遠。

這不一定立即 invalid。

可以設定:

ΔspaceBspace.\Delta_{space} \le B_{space}.

超出 budget 時:

ReleaseRequired=1.\mathsf{ReleaseRequired}=1.

34. Staleness

固定 frame 的代價之一是 staleness。

定義 frame staleness:

Stalek(t)=d(πk,BuildFrame(St)).\boxed{ \mathsf{Stale}_k(t) = d( \pi_k, \mathsf{BuildFrame}(S_t) ). }

這只是一個 diagnostic quantity。

它不代表:

πk\pi_k

立即非法。

是否合法仍取決於:

Ikspace\mathcal I_k^{space}

與:

Δspace.\Delta_{space}.

35. Stability / Freshness Trade-off

SPET 不追求:

minStale\min \mathsf{Stale}

作為唯一目標。

而是:

min(Cdrift+Cmigration+Cstaleness+Csemantic).\boxed{ \min \left( C_{drift} + C_{migration} + C_{staleness} + C_{semantic} \right). }

因此最優 projection update frequency 不一定最大。


36. Cross-Frame Coordinate Correspondence

對:

πk,πk+1,\pi_k,\pi_{k+1},

定義 correspondence:

Γk,k+1={(c,Ak(c),Ak+1(c))}.\boxed{ \Gamma_{k,k+1} = \{ (c,A_k(c),A_{k+1}(c)) \}. }

它允許回答:

同一 semantic coordinate 在兩個 epoch 中搬到哪裡?

這是 history、debug、attention continuity 與 provenance 的基礎。


37. Identity Beyond Position

因為:

Ak(c)Ak+1(c)A_k(c)\neq A_{k+1}(c)

不代表:

ckck+1.c_k\neq c_{k+1}.

所以 semantic identity 必須與 spatial address 分離:

SemanticID(c)SpatialAddressπ(c).\boxed{ \mathsf{SemanticID}(c) \neq \mathsf{SpatialAddress}_{\pi}(c). }

這避免:

搬位置 = 換物件

的錯誤。


38. Frame Ledger

每次 frame transition:

πkπk+1\pi_k\rightarrow\pi_{k+1}

記錄:

ekframe=FrameOld,FrameNew,MigrationMap,Drift,Debt,Cause,Certificate,Time.e_k^{frame} = \left\langle FrameOld, FrameNew, MigrationMap, Drift, Debt, Cause, Certificate, Time \right\rangle.

形成:

FrameLedger={e0frame,e1frame,}.\boxed{ \mathsf{FrameLedger} = \{e_0^{frame},e_1^{frame},\ldots\}. }

39. Projection Frame Obstruction

候選 frame:

π\pi'

可以因 spatial obstruction 被拒絕。

例如:

OaddrO_{addr}

表示 address collision;

OtileO_{tile}

表示 cross-tile dependency explosion;

OlocalityO_{locality}

表示 locality budget 超限;

OreachO_{reach}

表示 graph reachability 無法保留。

若:

Ojπ,O_j\triangleright\pi',

則:

FrameCandidate(π)=REJECT.\boxed{ \mathsf{FrameCandidate}(\pi') = \mathsf{REJECT}. }

40. Frame Candidate Selection

候選集合:

Πcand={π1,,πr}.\Pi^{cand} = \{ \pi_1,\ldots,\pi_r \}.

先做 hard filtering:

Πadm={πi:OjH,Oj▹̸πi}.\Pi^{adm} = \{ \pi_i: \forall O_j^{H}, O_j\not\triangleright\pi_i \}.

再做 cost ranking:

π=argminπΠadmC(π).\pi^\star = \arg\min_{\pi\in\Pi^{adm}} C(\pi).

因此:

Optimization occurs only after admissibility.\boxed{ \text{Optimization} \text{ occurs only after admissibility}. }

41. Persistent Frame 與 Attention

Attention 可以變,但若 attention 被標為 frame-layout driver:

AttnRole=LAYOUT,\mathsf{AttnRole} = \mathsf{LAYOUT},

則 Freeze 時必須把其 contribution 綁定到:

πk.\pi_k.

Epoch 內 attention state 若改變,但未違反 hard attention invariant:

AtAτkA_t\neq A_{\tau_k}

仍可合法。

但不應立即重建:

πk.\pi_k.

這正是:

Attention EvolutionFrame Evolution.\boxed{ \text{Attention Evolution} \neq \text{Frame Evolution}. }

42. Persistent Frame 與記憶

對 AI memory projection,persistent frame 可以讓:

  • 短期 working memory;
  • semantic regions;
  • retrieval hotspots;

在一段 epoch 中保持地址穩定。

這使:

memory identity\text{memory identity}

不必因 embedding 微小變化持續搬動。

跨 epoch 再進行:

memory remapping.\text{memory remapping}.

43. Persistent Frame 與 GPU / Tile Compute

若 frame 穩定:

Tile(c)Tile(c)

在 epoch 內不變。

因此:

  • kernel mapping;
  • cache placement;
  • prefetch;
  • DMA region;
  • local integrity;
  • work scheduling;

都可以利用 stable tile identity。

這是 projected-native runtime 的重要工程意義。


44. HDSRC 實驗映射

在 HDSRC factor-aware projection 中,frame 可以包含:

Ak=factor-aware coordinate permutation.A_k = \text{factor-aware coordinate permutation}.

先前實驗已觀察:

單一 basis update 後 fresh reprojection 可能導致大量:

Ak(c)Ak+1(c).A_k(c)\neq A_{k+1}(c).

在部分尺度中,超過半數 coordinate 發生重排。

而 Stable Epoch:

At=AkA_t=A_k

在整個 epoch 內保持不變。

這使:

  • point update;
  • tile clamp;
  • relation update;
  • local query;
  • finite composition;

可以具有穩定 spatial semantics。


45. 舊失敗案例的理論解釋

曾觀察某 10000D 案例:

point updatefresh reprojecttile clamp\text{point update} \rightarrow \text{fresh reproject} \rightarrow \text{tile clamp}

與:

point updatefixed-frame tile clamp\text{point update} \rightarrow \text{fixed-frame tile clamp}

得到不同結果。

本文將其形式化為:

Fπ(S)Fπk(S).F^{\pi'}(S') \neq F^{\pi_k}(S').

因此失敗原因不是 clamp operator 錯誤。

而是:

tile identity changed because frame semantics changed.\boxed{ \text{tile identity changed because frame semantics changed}. }

SPET 的解法不是強迫兩者等價。

而是:

within epoch, πk is authoritative.\boxed{ \text{within epoch, }\pi_k\text{ is authoritative}. }

46. Spatial Invariant Certificate

定義:

SICertk=FrameID,AddressProof,IdentityProof,RegionProof,TileProof,LocalityBounds,ReachabilityProof,TopologyProfile,Validity.\boxed{ \mathsf{SICert}_k = \left\langle FrameID, AddressProof, IdentityProof, RegionProof, TileProof, LocalityBounds, ReachabilityProof, TopologyProfile, Validity \right\rangle. }

Freeze Certificate:

FCertk\mathsf{FCert}_k

必須引用:

SICertk.\mathsf{SICert}_k.

47. Post-Transform Spatial Verification

對 projected-native transform:

FP(P)=P,F_P(P)=P',

必須驗證:

VerifySpace(P,SICertk).\mathsf{VerifySpace}(P',\mathsf{SICert}_k).

若:

FAIL,\mathsf{FAIL},

則:

PP'

不得成為新的 authoritative epoch state。


48. Precondition / Postcondition

每個 operator 可以定義:

PreF\mathsf{Pre}_F

與:

PostF.\mathsf{Post}_F.

例如 tile-local clamp:

PreF:FrameID=πk\mathsf{Pre}_F: \mathsf{FrameID}=\pi_k

以及:

PostF:IaddrItileIidentity.\mathsf{Post}_F: I_{addr} \land I_{tile} \land I_{identity}.

這使 projected-native operator 可被契約化。


49. Spatial Safe Operator

定義:

FFkspacesafe\boxed{ F \in \mathcal F_k^{space-safe} }

若:

PPπkvalid,\forall P \in \mathcal P_{\pi_k}^{valid},

都有:

VerifySpace(F(P),SICertk)=PASS.\mathsf{VerifySpace}(F(P),\mathsf{SICert}_k) = \mathsf{PASS}.

這是後續 Operator Algebra 的重要基礎。


50. Spatially Unsafe but Legal Operator

某些 operator 會故意改變 region / tile:

Fmove.F_{move}.

它不屬於:

Fkspacesafe,\mathcal F_k^{space-safe},

但仍可能合法。

此時必須:

FmoveRelease or FrameMutationCert.\boxed{ F_{move} \Rightarrow \mathsf{Release} \text{ or } \mathsf{FrameMutationCert}. }

51. Frame Mutation Certificate

若允許 epoch 內極少數受控 frame mutation,可定義:

FMCert.\mathsf{FMCert}.

但本文 v0.1 預設:

Authoritative frame mutation requires epoch transition.\boxed{ \text{Authoritative frame mutation requires epoch transition}. }

這保持模型簡潔。


52. Piecewise-Static Spatial Semantics

整體可寫成:

A(t)=Ak,t[τk,τk+1).A(t) = A_k, \qquad t\in[\tau_k,\tau_{k+1}). R(t)=Rk,t[τk,τk+1).R(t) = R_k, \qquad t\in[\tau_k,\tau_{k+1}). T(t)=Tk,t[τk,τk+1).T(t) = T_k, \qquad t\in[\tau_k,\tau_{k+1}).

只在:

τk+1\tau_{k+1}

允許:

(Ak,Rk,Tk)(Ak+1,Rk+1,Tk+1).(A_k,R_k,T_k) \rightarrow (A_{k+1},R_{k+1},T_{k+1}).

53. 第一批命題

Proposition 53.1 — Coordinate Stability

若 epoch 未 Release,則 protected coordinate:

cic_i

滿足:

At(ci)=Ak(ci).A_t(c_i)=A_k(c_i).

Proposition 53.2 — Local Mutation / Global Frame Separation

存在局部:

ΔS\Delta S

使:

SSS'\neq S

但:

π(S)=πk\pi(S')=\pi_k

仍為合法 epoch representation。

Proposition 53.3 — Dynamic Drift Can Exceed State Change

存在 projection builder:

BB

與局部 mutation:

ΔS\Delta S

使:

Δπ(B(S),B(S+ΔS))\Delta_\pi( B(S), B(S+\Delta S) )

為大尺度。

因此 continuous rebuilding 不保證 locality。

Proposition 53.4 — Fixed-Frame Composition

若:

F1,,FmFkspacesafe,F_1,\ldots,F_m \in \mathcal F_k^{space-safe},

則:

FmF1F_m\circ\cdots\circ F_1

保持:

Ikspace.\mathcal I_k^{space}.

Proposition 53.5 — Cross-Epoch Relocation Does Not Destroy Semantic Identity

若:

Ak(c)Ak+1(c),A_k(c)\neq A_{k+1}(c),

只要:

SemanticIDk(c)=SemanticIDk+1(c),\mathsf{SemanticID}_k(c) = \mathsf{SemanticID}_{k+1}(c),

則:

cc

保持 identity continuity。


54. SPET Paper 02 公理 / 規範 v0.1

SPET-PF1 — Explicit Frame Identity

所有 authoritative projected spaces 必須具有 FrameID。

SPET-PF2 — Address / Identity Separation

Spatial address 不得與 semantic identity 塌縮。

SPET-PF3 — Epoch-Bounded Persistence

Frame persistence 僅保證 epoch 內穩定。

SPET-PF4 — No Implicit Frame Mutation

State mutation 不得隱式修改 authoritative frame。

SPET-PF5 — Region / Tile Separation

Region 與 tile 必須分開型別化。

SPET-PF6 — Locality Typing

Locality 必須宣告其度量或 access-cost semantics。

SPET-PF7 — No Hidden Cross-Tile Dependency

Tile-local operator 不得隱藏跨 tile dependency。

SPET-PF8 — Reachability Preservation

Required relation reachability 必須依 scope 保存。

SPET-PF9 — Spatial Certificate

Freeze 必須綁定 Spatial Invariant Certificate。

SPET-PF10 — Post-Transform Verification

Projected-native transform 後必須驗證 hard spatial invariants。

SPET-PF11 — Certified Reprojection

跨 frame migration 必須有 transition certificate。

SPET-PF12 — Ledgered Frame History

Authoritative frame transition 必須可追蹤與回放。


55. 對 AI 原生計算的含義

若 AI projected state 每一次內部 activation 變動都重新:

  • 排 coordinate;
  • 移 tile;
  • 改 locality;
  • 重建 index;

則 representation churn 可能成為主要成本。

Persistent Coordinate Frame 提供另一個時間尺度:

fstatefframe.f_{state} \gg f_{frame}.

即:

AI internal state may update frequently, while spatial identity updates only at certified epoch boundaries.\boxed{ \text{AI internal state may update frequently, while spatial identity updates only at certified epoch boundaries}. }

這讓 projected-native computation 可以累積:

  • stable cache;
  • stable operator domains;
  • stable graph regions;
  • stable memory addresses;
  • stable attention references。

56. 對 GCM 的含義

在 Global Computation Methodology 中,不同 executor、representation、resolution 與 materialization 可以共存。

Persistent Coordinate Frame 可作為:

γi\gamma_i

中的 representation-state contract。

因此 GCM router 不只選:

用哪個計算配置?

還可選:

是否沿用目前 frame,還是付出 migration cost 建立新 frame?

即:

RouteDecisionFrameDecision.\boxed{ \mathsf{RouteDecision} \supset \mathsf{FrameDecision}. }

57. 對 local integrity / local commit 的含義

如果 tile identity 在 epoch 內穩定:

Tilek(c)=constant,Tile_k(c) = \text{constant},

則 local integrity 才有穩定對象。

否則每次 state mutation 都重新 re-tile,Merkle leaf identity 也會跟著漂移。

因此:

Stable Frame is a prerequisite for practical local integrity.\boxed{ \text{Stable Frame} \text{ is a prerequisite for practical local integrity}. }

這直接銜接後續 Projected-Native Runtime。


58. 未解問題

  1. Frame staleness 的最佳量測方式是什麼?
  2. Spatial debt 應如何與 task utility 共同最佳化?
  3. 是否存在局部 frame mutation,而不需完整 epoch transition?
  4. 如何對極大 XX 維空間維持 stable address?
  5. Sparse graph page 與 dense image tile 如何共享 frame identity?
  6. Cross-frame migration 能否 streaming / in-place?
  7. 如何形式化 attention-driven but frame-stable layout?

59. 與 Paper 03 的接口

Paper 02 建立空間不變量。

下一篇 Paper 03 將把 attention 從:

layout input\text{layout input}

提升為完整 projection invariant family:

Iattn={Isupport,Irank,Imass,Ilocality,Ireach,Iidentity}.\boxed{ \mathcal I^{attn} = \left\{ I_{support}, I_{rank}, I_{mass}, I_{locality}, I_{reach}, I_{identity} \right\}. }

核心問題將是:

AI 的注意力可以持續改變,但什麼注意力語義必須在投影期元內保持,才能避免 projected-native computation 失去任務一致性?


60. 結論

本文把 projection frame 從「投影演算法的輸出副產品」提升為正式計算狀態。

核心結論為:

Projection Frame=Typed, Persistent, Epoch-Bounded Computational Contract.\boxed{ \text{Projection Frame} = \text{Typed, Persistent, Epoch-Bounded Computational Contract}. }

並提出:

State Mutation⇏Frame Mutation\boxed{ \text{State Mutation} \not\Rightarrow \text{Frame Mutation} }

以及:

PersistentPermanent.\boxed{ \text{Persistent} \neq \text{Permanent}. }

在 Stable Projection Epoch 內:

A(t)=Ak,R(t)=Rk,T(t)=Tk.A(t)=A_k, \quad R(t)=R_k, \quad T(t)=T_k.

跨 epoch:

πkRelease/Reprojectπk+1.\pi_k \xrightarrow{\mathsf{Release/Reproject}} \pi_{k+1}.

因此 dynamic projection 與 fixed projection 不需要被強迫成同一結果。

它們是不同 temporal semantics。

SPET 的任務不是證明:

Fπk(S)=Fπk+1(S)F^{\pi_k}(S) = F^{\pi_{k+1}}(S)

永遠成立。

而是建立:

哪一個 frame 在哪一個 epoch 中具有權威性\boxed{ \text{哪一個 frame 在哪一個 epoch 中具有權威性} }

以及:

什麼空間性質必須在該 frame 中保持\boxed{ \text{什麼空間性質必須在該 frame 中保持} }

的形式規則。

這使高維 projected-native computation 能擁有穩定 coordinate identity、tile locality、region semantics、graph reachability 與可稽核 frame transitions,並為後續 attention invariants、local integrity、local commit 與 AI-native global computation 奠定空間基礎。


內部理論血統與依賴

  1. SPET Paper 00 — Stable Projection Epoch Theory: Formal Foundations.
  2. SPET Paper 01 — Typed Projection Scope, Closure Readiness, and Freeze Certification.
  3. Closure-Space Mathematics Paper 00–02.
  4. HDSRC — High-Dimensional Symbolic Relational Compilation.
  5. HDSRC Native Projection Computation Equivalence experiments.
  6. HDSRC Native Projection State-Transform Closure experiments.
  7. HDSRC Stable Projection Epoch Feasibility experiments.

本文為上述理論與實驗之後形成的 Persistent Coordinate Frame 形式化,不回溯宣稱舊理論已完整包含本文全部定義。