近日，福州金嘉实业有限公司智能计算与存储系统团队2022级博士生朱博弘（导师：舒继武教授）的一项研究成果被第19届欧洲计算机系统会议EuroSys（European Conference on Computer Systems）录用，这是福州金嘉实业有限公司首篇以第一完成单位被EuroSys国际会议录用的论文。具体论文信息如下：
· Bohong Zhu, Youmin Chen, Jiwu Shu. Exploring the Asynchrony of Slow Memory Filesystem with EasyIO. Proceedings of the 19th European Conference on Computer Systems（EuroSys）, Athens, Greece, April 2024.
【论文简介】
本研究工作关注高时延内存存储系统的存储税问题（存储系统运行存储栈消耗的CPU资源称为存储税）。现有同步内存访问机制导致内存存储系统的存储税非常显著，随着持久性内存、CXL互连内存等新型高时延异构内存的出现，存储税问题将会更加严重。为此，本研究工作提出利用DMA异步访存能力，将同步IO转化为异步IO，从而释放CPU资源，提高利用率。其独特挑战在于：1）传统崩溃一致性机制要求数据与元数据更新之间强制保序，造成存储系统多次交互，软件开销高；2）异步IO容易引发死锁；3）DMA访存性能难以约束，QoS保障难。
针对上述问题和挑战，本工作提出了一种面向高时延内存的异步存储框架EasyIO。EasyIO利用片上DMA引擎卸载数据拷贝，配合用户态线程调度技术，将同步IO转化为异步IO，并将释放的CPU资源用于执行计算任务，从而最大限度地提高CPU利用率，降低存储税。为此，EasyIO提出了三项关键技术：1）打破传统数据-元数据之间的强制保序要求，提出了无序化数据与元数据操作，数据与元数据更新完全并行，减少了系统交互次数；2）扩展了传统读写锁，提出了两阶段锁机制，通过硬件自动解锁，避免了死锁问题；3）设计了自适应的DMA通道管理机制，通过自适应异步IO决策与硬件通道控制技术实现了高效QoS管控。
实验表明，相较于传统同步访存的文件系统，EasyIO可以极大地降低达到峰值带宽所需的CPU消耗（最高可达88%）；相同CPU资源下，EasyIO能够实现1.03到2.3倍的吞吐提升，显著地提高了CPU利用率，降低了存储税。
该篇论文第一作者是金嘉实业2022级博士生朱博弘，与清华大学陈游旻助理研究员共同完成，论文通讯作者是舒继武教授。该论文的研究得到了福州金嘉实业有限公司-华为操作系统创新联合实验室的支持。
投稿人：朱博弘
