本页是本人研究经历和方向的非正式介绍。
研究方向:
目前，我是先进系统研究中心系统结构实验室主任，管理4个研究方向： 内存组（刘宇航 副研究员、赵阳洋博士）： 内存相关体系结构，包括内存控制器、内存加速、高速缓存设计、系统内存管理等。 硬件组（张科 正研级高级工程师/常轶松高级工程师）： 面向云服务器、大数据处理的可重构硬件(FPGA)加速。 网络组（张文力 高级工程师/刘珂副研究员）： 面向数据中心的定制网络协议栈。 安全系统组（卢天越博士） : 新型加强系统安全的体系结构和操作系统。
下面 按时间顺序后面几项工作就是我正在开展的研究，欢迎有意向来读研究生或者应聘实习生、员工岗位的与本人联系，也欢迎有合作意向的企事业单位联系。
非典型研究和工作经历:本人的非典型研究经历很多不具备考据性，如有错误欢迎指正。更多正式成果详见本人主页文章和专利列表。
- 1997- BBS曙光站站长。BBS曙光站是1994年开通的字符界面BBS，是中国大陆第一个BBS,写入中国互联网大事记。本人属于第三代站长（也是末代站长），负责部分站务管理和技术支撑。
- 1997- MUD “纵横天下”管理员。 MUD是字符界面的网络游戏。本人负责技术支撑、巫师管理和部分游戏策划。
- 1995-2000 曙光天演服务器研发。曙光天演是曙光公司早期研制的基于PowerPC和AIX系统的Unix服务器。 本人参与其中硬件和系统软件测试、系统软件和应用软件开发等工作。曙光天演的节点也用于曙光2000、3000系列高性能计算机。
- 1999-2000 Phonemail 软件研发，在一个只有64KB内存的16位嵌入式处理器上（裸）实现PPP/IP/TCP/SMTP/POP3软件栈支持上网邮件终端功能。
- 2000-2002 数字安全软件。 在计算所数字安全实验室，研究基于PKI的面向用户的安全软件和系统。在此期间，于2002年申请了国内最早的相当于现在“二代U盾”的专利——交互式多功能数字身份令牌。
- 2002-2003 零拷贝网络驱动。 面向骨干网IDS/DPI，开发了国内最早的基于Intel千兆网卡的零拷贝网络驱动，支持类似现在基于DPDK的用户态网络包分析应用，并大量实际应用于后续曙光公司服务器客户的软件系统中。
- 2003-2005 网格化动态自组织体系结构。 辅助樊建平研究员，提出DSAG体系结构，实现模拟器。DSAG 提出按CPU、内存、磁盘等部件级共享和动态服务器构建的思想，类似现在很多云服务器部件池化，或者disaggregated architecture的概念。
- 2004-2006 小雨点光互连实验系统。受DSAG推动，研究光互连在高性能计算机的采用。 在国内第一次实现基于内存(DDR1)接口的网卡和基于VCSEL及并行带状光纤的计算机节点间高速通信原型。
- 2007- , HMTT 混合式内存采集工具包。作为小雨点卡的副产品，研制了可以对内存（DDRx）总线上所有访存命令的地址进行实时采集的硬件采集卡。进一步开发离线分析软件包，可以将内存总线上的物理地址对应到应用程序的虚地址，进一步确定变量、函数、锁、DMA区域等源对象。HMTT延续至今已经开发到第四代，先后为国内外几十家研究和企业部门提供数据。目前DDR4版本已经正式完成，并正式开始销售。
- 2007-2010, 并行模拟框架SimK。 是本人试图改变体系结构研究依然采用串行模拟器的一次尝试。SimK基于严格时间同步的并行离散事件仿真来实现一个体系结构模拟器的框架。整个框架基于多线程无锁设计，在多核平台上运行并行模拟可以获得接近线性的加速比。SimK 是开源软件。计算所同事在SimK基础上，开发过上万端口的网络模拟器和千核模拟器。
- 2011- ，提出消息式内存。 消息式内存，针对沿用了40多年的同步总线式内存接口的固有缺点，提出用消息访问的方式取代Load/Store访问内存模式，实现新型异步、可变粒度、可变顺序、带语义信息和计算功能的内存访问模式。消息式内存的想法比同期或稍后的如HMC、GenZ等更激进。近期，拟基于开源RISC-V处理器实现消息式访存扩展。
- 2014-2017 , DDRSlave 接口。此工作受消息式内存工作推动，希望在标准DDRx接口上实现内存扩展。我们分别开发成功了基于FPGA的DDR3Slave原型和基于SMIC 40nm工艺的DDR3Slave 原型芯片。相关技术已经应用在龙芯3A 4000系列国产CPU中。
- 2015- , 研发中科院先导专项海云服务器原型系统。高并发物联网服务器。通过对网关、网卡、驱动、TCP/IP协议栈、服务器软件框架、内存数据库等整个协议栈数据通路优化，在限定50ms尾延迟的高并发物联网模拟负载下，可支持并发连接数相比标准X86服务器提高20倍。后续在此基础上开发新型的高效率“青云”用户态协议栈
- 2016- 任中国科学院大学本科“操作系统”课程首席教授，组织多位老师共同完成操作系统原理课和操作系统研讨课共100学时的教学，后专注操作系统研讨课的设计和改进。目前操作系统研讨课，以自定制的开源RISC-V处理器核为基础，指导学生独立完成一小操作系统设计和实现。
- 2018- 提出基于指令地址和数据区域关联的处理器进程内安全访问控制IMPULP，可以用于防御包括spectre在内的进程内安全攻击。进一步研究该方法可以用于内核空间的动态隔离。现已经重新命名为DASICS（基于代码片的动态地址空间内隔离），并基于RISC-V进行实现和进一步验证。
- 2021- 提出异步访存单元AMU结构，通过在通用处理器内部增加异步访存指令，并利用动态划分的Cache作为SPM，可以实现一种类似向量单元的异步访存加速单元，可以大幅提高程序访存的并发度。
- 2022- 青云协议栈最新测试表明可以支持单服务器同时服务1000万个TCP连接的并发请求并保证响应尾延迟，当前版本qstack及相关工具HMonitor，MCC，LightShaper已经开源。