计算机研究与发展

作者：谢汶兵,关睿雪,张艺鸣,李佳梅,王俊,

关键词：纠删码, 伽罗华域乘法, 4 b分割法, 数据访问粒度, SIMD向量化, 数据查表,

信息时代，数据存储的可靠性、一致性、安全性和实时性至关重要.纠删码（erasurecode，EC）在允许多个存储设备发生故障的同时保证最低的存储开销，被大量应用在数据存储领域.纠删码的编码与解码运算具有计算密集的特征，其性能高低直接影响存储系统的使用效率.作为编码和解码运算中最耗时的部分，多层循环包裹的伽罗华域乘法计算是纠删码优化的一个焦点.首先分析了伽罗华域乘法计算的查表方法中常用的log查表法（LT）、完全乘法查表法（MT）、移位分解法（SH）的优劣势，然后对已有的伽罗华域GF(28)查表方法进行了优化，提出4b分割法以大幅减少查表开销.在此基础上，利用64位现代处理器体系结构特点，从数据访问粒度扩展和单指令多数据（singleinstructionmultipledata，SIMD）向量化利用实现数据级并行化2个角度优化了多层循环中的数据级访问粒度，提高了编码与解码的运算性能.基于开源存储加速库（Intelstorageaccelerationlibrary，ISA-L）在申威平台和x86平台上实现和验证了上述优化方法的有效性.结果表明所提优化方法在不同数据规模下均有加速效果，申威平台与优化前相比平均性能加速比为3.28倍，x86平台与优化前相比平均性能加速比为2.36倍.

来源：2025年第5期

《计算机研究与发展》期刊编辑部

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