干货分享「浙江大学计算机学院研究生在云服务器系统架构研究中取得重要进展」浙江大学计算机科学学院浙江大学计算机科学与技术学院官网
浙江大学计算机学院博士生陈义全和徐杰雄的论文“BM-Store: A Transparent and High-performance Local Storage Architecture for Bare-metal Clouds Enabling Large-scale Deployment”于2022年10月被计算机体系结构领域“四大顶会”之一的High Performance Computer Architecture（HPCA 2023）录用。该论文由陈文智教授指导，提出了一种面向云计算裸金属场景的可大规模部署的本地存储虚拟化硬件加速架构， 在云服务系统架构研究中取得重要进展，为云计算业务提供了虚拟化、可管控的本地存储服务。
会议介绍
HPCA是由IEEE举办的计算机体系结构/高性能计算领域最重要的学术会议之一，与ASPLOS, ISCA, MICRO并称为计算机体系结构领域的“四大顶会”，中国大陆平均每年的接受数量小于10篇。
云计算裸金属业务中虚拟本地存储面临的挑战
裸金属服务器是一款兼具弹性云服务器和物理机性能的计算类服务，在云计算中具有相当重要的地位。使用裸金属实例的用户能够自主决定操作系统并直接访问服务器的硬件资源。然而，在裸金属场景下，本地存储面临以下两个挑战：首先，由于云厂商无法访问裸金属用户的操作系统为其安装相应的软件和驱动程序，因此无法为裸金属实例提供虚拟化的本地存储资源。此外，云厂商无法像管理传统虚拟机实例的存储资源一样对裸金属实例的存储资源进行管理和运维，因此难以保证服务的可用性。由于上述挑战，现在极少有云厂商能够为裸金属实例提供虚拟化、可管控的本地存储服务。
可大规模部署的本地存储虚拟化硬件加速架构
BM-Store是一种面向裸金属实例的新型高性能虚拟本地存储硬件加速架构。BM-Store在设计时采用了对租户完全透明的架构，易于在云数据中心大规模部署，云租户不需要任何软件改动或适配，例如安装定制驱动，就可以直接使用底层高性能本地存储资源。BM-Store 由两个组件组成：一个基于 FPGA 的 BMS-Engine 和一个基于 ARM SoC的 BMS-Controller。BMS-Engine在不消耗主机CPU资源的情况下，实现了不依赖于底层存储设备的高性能虚拟存储。BMS-Controller负责对资源和服务进行管理维护，实现本地存储灵活高可用。实验表明，BM-Store 可以实现近乎裸盘的性能，相比裸盘只带来约 3 μs 的额外延迟和平均4.0%的吞吐开销。与现在大规模使用的存储虚拟化方案 SPDK vhost 相比，BM-Store 实现了带宽平均提升 15.7%，同时在生产环境应用中吞吐量最大提升了13.4%。
作者介绍
论文作者陈义全和徐杰雄均为浙江大学计算机系统结构实验室（ZJU ARClab）在读博士研究生，主要研究方向为云计算中的软硬件协同、下一代智能系统架构等。
团队介绍
浙江大学计算机系统结构实验室（ZJU ARCLab）创立于1990年，由陈文智教授领衔，以操作系统为核心竞争力，向下深入到体系结构，向上提升到分布式软件，横向扩展到信息安全。主要研究方向包括计算机体系结构、虚拟化与云平台、嵌入式系统、智能计算、大数据和信息安全等。
ARClab始终欢迎优秀老师、同学的加入，期待与你们携手共创美好未来！更多消息，请访问实验室网站：http://arc.zju.edu.cn。
今日编辑：胡浩宇| 研究生新媒体中心
责任编辑：韩熠宗
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