近日，北京大学计算机学院网络与高能效计算研究所周迪宇、汪小林、罗英伟教授团队的研究论文《CortenMM: Efficient Memory Management with Strong Correctness Guarantees》荣获2026年ACM SIGOPS Research Highlight Award。该论文从全年所有ACM SIGOPS旗下会议（包括SOSP、OSDI等）的研究成果中脱颖而出，成为本年度唯一入选论文，也是中国高校首篇获此殊荣的研究论文。这是该成果继获得SOSP 2025最佳论文奖后，再次获得国际学术界的重要认可。

获奖现场合影

ACM SIGOPS（The ACM Special Interest Group in Operating Systems）是国际计算机学会ACM的操作系统专委会。Research Highlights面向SIGOPS旗下各会议的优秀研究成果，由专门委员会遴选，旨在选出具有突出创新性、对更广泛计算机领域具有重要意义的代表性论文，并向ACM旗舰刊物《Communications of the ACM》的Research Highlights栏目推荐。CortenMM作为本年度唯一入选论文，体现了国际操作系统学术界对该成果研究价值和影响潜力的高度认可。

论文第一作者为北京大学计算机学院2023级博士生张骏扬（导师：罗英伟、汪小林、周迪宇），由北京大学团队与中关村实验室、蚂蚁集团等单位的研究人员合作完成。

ACM SIGOPS Research Highlights获奖证书

论文信息：

CortenMM: Efficient Memory Management with Strong Correctness Guarantees, Junyang Zhang, Xiangcan Xu, Yonghao Zou, Zhe Tang, Xinyi Wan, Kang Hu, Siyuan Wang, Wenbo Xu, Di Wang, Hao Chen, Lin Huang, Shoumeng Yan, Yuval Tamir, Yingwei Luo, Xiaolin Wang, Huashan Yu, Zhenlin Wang, Hongliang Tian, and Diyu Zhou, Proceedings of the 31st ACM Symposium on Operating Systems Principles (SOSP ’25), Seoul, Republic of Korea, Pages 1082-1098, October 2025

2026年SIGOPS Research Highlight Award获奖论文介绍

CortenMM解决了现代操作系统内存管理中一个长期存在的根本性问题：如何在提升内存管理的多核性能的同时，保证其正确性。

当前，主流操作系统（如Linux、Windows、macOS）的内存管理广泛采用“双层抽象”的设计：一层软件层面的抽象（如VMA树）和一层硬件层面的抽象（页表）。双层抽象的设计初衷主要是为了实现强兼容性：对下可兼容多种体系结构的内存硬件。这一设计最早可以追溯至1980年代的SunOS。

但在实际应用中，双层抽象的设计引入了高昂的性能和正确性代价。其核心缺陷在于双层抽象引入了两种迥然不同的数据结构，而正确、高效地同步这两种数据结构是十分困难的。现有的操作系统，如Linux，为应对此问题，设计了极为复杂的锁机制，这不仅造成系统性能瓶颈，还引入了复杂的并发缺陷。

基于上述观察，CortenMM的核心设计思想在于，移除软件层面的抽象，构建直接基于硬件页表的“单层抽象”内存管理模式，在根本上解决双层抽象带来的同步难题，从而同时确保性能和正确性。这一设计背后的核心洞察在于当前主流处理器所采用的硬件内存管理单元格式已实现高度统一。因此，现有的操作系统没有必要再实现一层分离的软件抽象来保障可移植性。

CortenMM的“单层抽象设计”实现内存管理逻辑的简化，从而使得CortenMM能支持更高效的同步算法。同时，该简化也使得CortenMM能更好地支持形式化验证，利用数学工具严格地证明其实现的正确性，从而在根本上避免了并发缺陷。实验表明，经过形式化验证的CortenMM，在多项应用（如数据库、Web服务器）中，其性能领先Linux 1.2至26倍。