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CortenMM内存管理架构
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中国自研操作系统获全球顶会最佳论文 Rust浪潮中实现“架构卡位”
环球网· 2025-10-31 17:32
学术成就与国际认可 - 中国团队研发的开源操作系统“星绽(Asterinas)”荣获SOSP'25最佳论文奖,该会议为操作系统领域顶级会议,全球投稿368篇,仅三篇获奖[1] - 此次获奖是继USENIX ATC'25顶会论文后,星绽团队在操作系统架构上的重大创新再次获得国际学术界高度认可[3] - 中国团队在此类顶级会议上以独立核心技术斩获最佳论文极为罕见,标志着技术实力的突破[3] 核心技术突破:内存管理 - 获奖论文《CortenMM: Efficient Memory Management with Strong Correctness Guarantees》聚焦操作系统核心难题内存管理,据OSV报告显示,约60%~70%的严重安全漏洞源于内存安全问题[4] - 团队关键发现为主流指令集架构(x86、ARM、RISC-V)的内存管理单元设计已趋统一,过去为屏蔽硬件差异的软件抽象层现已成为性能瓶颈与安全盲点[5] - 星绽创新性提出“单层抽象”内存管理架构CortenMM,摒弃冗余软件层,在真实应用场景中性能提升最高达Linux的26倍,并采用形式化验证工具证明核心代码正确性[5] 操作系统架构创新 - 星绽OS提出由中国团队主导的全新“框内核(Frame-kernel)”架构,旨在从根本上解决性能与安全不可兼得的困境[6] - “框内核”架构将内核划分为特权的“OS框架”和去特权的“OS服务”,实现“宏内核的性能 + 微内核的安全”[8] - 该架构极大减少了可能引发内存安全问题的“关键代码”占比,在星绽迭代中其“关键代码”仅为“非关键代码”的约30%,远低于传统OS及其他Rust OS,系统整体安全性将持续增强[8] 技术范式与后发优势 - Rust语言的成熟被视为操作系统领域“电气化”级别的范式转移,为挑战者创造了历史性窗口[9] - 星绽从零开始完全采用Rust原生思维方式架构,能最大化利用Rust在内存安全、并发编程和类型系统方面的潜力,避免了传统巨头(如Linux、Windows)在向Rust转型时面临的历史包袱[9][10] - 这种“后发优势”使得星绽不再仅是另一个“国产Linux发行版”,而是一个设计理念上面向未来、源自中国的“更好的Linux”选项[8][10] 开源模式与产学研结合 - 星绽选择完全开源的道路,采用与Linux内核类似的copyleft协议,确保技术开放性与公共性,目前在GitHub上已获得超过3700颗Star,吸引包括海外开发者在内的60多位贡献者[10] - 项目探索出独特的“产学研用”结合之路,获得蚂蚁集团支持,并与中关村实验室、北京大学、南方科技大学等国内高校科技力量深度融合,基于共同技术理想进行合作[11] - 北京市经信局成立的“通明湖信息技术应用创新中心”将星绽列为主力项目,汇聚产学研各方力量共同推进[11] 未来发展路线图 - 团队制定了到2030年的分阶段目标:第一阶段(2026-2027年)为“上云期”,计划在2025年底发布首个MVP发行版,并在蚂蚁集团内部云服务器场景落地,目标承载“百万核心”计算量[11] - 第二阶段(2028-2030年)为“泛在期”,将系统从云端拓展至边缘侧,包括机器人、车载设备、IoT传感器等场景,目标覆盖“百万设备”[12] - 若目标达成,星绽有望成为业内除Linux之外最大的开源OS内核社区[12]