Josen-B

在飞腾E2000和RK3588处理器平台上，通过freertos和zephyr操作系统的性能测试，对比Axvisor和同类型的两个hypervisor（Jailhouse和ZVM）的性能。性能测试涉及任务创建、上下文切换、中断响应和线程调度等多项指标。

一、 RTOS Benchmark​

在 RTOS Benchmark 测试中，我们选取了 FreeRTOS 作为客户机系统，对任务创建、消息传递、上下文切换等典型实时操作进行了对比。从结果来看，Axvisor 的性能相比zvm和jailhouse还有一点差距。

Phytium E2000​

RK3588​

从图中可以看到，Axvisor 在多个测试项上的耗时控制较为平稳，说明其在轻量级 RTOS 场景下能够较好地兼顾虚拟化开销与实时性需求。这也表明 Axvisor 更适合对任务响应速度和调度确定性有要求的嵌入式应用场景。 结合 RK3588 平台的测试结果来看，Axvisor 在不同硬件平台上的整体表现具有一定一致性，说明其 RTOS 虚拟化路径具备较好的可迁移性。不过从部分测例来看，Axvisor 与 ZVM、Jailhouse 之间仍然存在一定差距，后续还可以继续围绕任务切换和调度路径做针对性优化。

二、latency_measure​

在 latency_measure 测试中，我们使用 Zephyr 客户机进一步评估中断响应和短路径调度延迟。该测试更关注系统在高频事件触发下的即时响应能力，能够更直观地反映 hypervisor 对实时性的影响。

Phytium E2000​

RK3588​

测试结果表明，Axvisor 在延迟测量中展现出较稳定的响应特征，整体延迟分布较为集中，没有出现明显的大幅抖动。Axvisor 在 很多测例中用时更少，在实时响应能力方面，具备部分领先优势。 从 RK3588 的测试图中也可以看到，Axvisor 在不少测例中依然保持了较短的响应时间，说明这种优势并不局限于单一平台。两组结果结合起来，能够更好地说明 Axvisor 在 Zephyr 场景下已经具备较强的实时响应能力与平台适应性。

从总体结果来看，Axvisor 在部分性能指标上具备明显优势，说明其在理想运行条件下可以提供非常快的实时任务响应能力。但同时，最大延迟偏大的现象也说明在个别时刻仍存在较大的抖动空间，这部分还有进一步优化的余地。综合来看，Axvisor 已经展现出较强的实时调度潜力，但在极端情况下的尾延迟控制方面仍值得持续改进。

总体性能​

我们在飞腾派 E2000 上测试了 Axvisor 文件系统的性能，同时与 Linux 文件系统的性能做了对比。 AxVisor 在 31 个测试中有 29 个操作显著快于 Linux，尤其是在小文件 / 元数据 / 目录 / 删除类操作优势极其明显

操作名称	AxVisor耗时	Linux耗时	加速比	AxVisor吞吐	Linux吞吐
创建 100 个 1KB 文件	30.46ms	579.76ms	19.03x	3.21 MB/s	0.17 MB/s
创建 50 个 4KB 文件	15.10ms	294.29ms	19.49x	12.93 MB/s	0.67 MB/s
创建 20 个 64KB 文件	12.00ms	195.77ms	16.31x	104.18 MB/s	6.57 MB/s
创建 1MB 文件	3.65ms	31.58ms	8.65x	274.16 MB/s	33.33 MB/s
创建 10MB 文件	43.65ms	192.91ms	4.42x	229.09 MB/s	52.63 MB/s
创建 50MB 文件	438.48ms	740.96ms	1.69x	114.03 MB/s	67.56 MB/s
创建 100MB 文件	1.171s	1.458s	1.25x	85.40 MB/s	68.96 MB/s
顺序写 50MB 文件 (4KB 块)	19.839s	78.883s	3.98x	2.52 MB/s	0.63 MB/s
顺序写 100MB 文件 (64KB 块)	7.199s	11.863s	1.65x	13.89 MB/s	8.43 MB/s
读取 100 个 1KB 文件	8.52ms	503.91ms	59.14x	11.46 MB/s	0.19 MB/s
读取 50 个 4KB 文件	5.88ms	311.19ms	52.92x	33.22 MB/s	0.63 MB/s
读取 20 个 64KB 文件	5.36ms	138.92ms	25.92x	233.10 MB/s	9.61 MB/s
读取 1MB 文件	2.73ms	20.67ms	7.57x	366.73 MB/s	50.00 MB/s
读取 10MB 文件	26.97ms	32.80ms	1.22x	370.84 MB/s	333.33 MB/s
读取 50MB 文件	149.76ms	56.77ms	0.38x	333.88 MB/s	1000.00 MB/s
读取 100MB 文件	326.87ms	82.17ms	0.25x	305.93 MB/s	1250.00 MB/s
随机读 10MB 文件 (1000 次 4KB)	673.43ms	5.991s	8.90x	5.12 MB/s	0.65 MB/s
随机读 50MB 文件 (5000 次 4KB)	18.373s	30.155s	1.64x	0.94 MB/s	0.64 MB/s
随机写 10MB 文件 (1000 次 4KB)	664.54ms	6.318s	9.51x	5.19 MB/s	0.61 MB/s
随机写 50MB 文件 (5000 次 4KB)	18.315s	31.675s	1.73x	0.94 MB/s	0.61 MB/s
向 10 个文件追加 2KB	0.22ms	21.73ms	98.77x	9.04 MB/s	0.50 MB/s
创建 50 个目录	16.49ms	410.37ms	24.89x	-	-
列出 176 个文件	1.96ms	30.55ms	15.59x	-	-
获取 100 个文件元数据	0.92ms	36.04ms	39.17x	-	-
删除 50 个 4KB 文件	1.83ms	318.20ms	173.88x	-	-
删除 20 个 64KB 文件	0.77ms	139.22ms	180.81x	-	-
删除 2 个大文件	0.85ms	37.46ms	44.07x	-	-
删除 50 个 1KB 文件	1.42ms	317.12ms	223.32x	-	-
删除 50MB 文件	4.77ms	58.83ms	12.33x	-	-
删除 100MB 文件	10.56ms	79.39ms	7.52x	-	-
删除 50 个目录	2.27ms	300.25ms	132.27x	-	-

从31项基准测试的综合表现来看，AxVisor在总耗时上表现显著优于Linux，总响应时间约67.35秒，而Linux为171.28秒，整体加速比为2.54倍。在操作层面，AxVisor在29项测试中领先，仅在2项测试中落后于Linux。

从吞吐量角度，Linux略占优势，平均吞吐量为137.42 MB/s，AxVisor为119.80 MB/s。这种反向关系说明两个系统在不同的IO场景下有各自的优化重点。

小文件操作性能​

创建操作：

• 1KB文件（100个）：AxVisor 30.46ms vs Linux 579.76ms，加速比19.03x
• 4KB文件（50个）：AxVisor 15.10ms vs Linux 294.29ms，加速比19.49x
• 64KB文件（20个）：AxVisor 12.00ms vs Linux 195.77ms，加速比16.31x

AxVisor在小文件创建场景下保持16-19倍性能优势。Linux受VFS层复杂度、journaling机制、权限检查等多层开销影响。

读取操作：

• 1KB文件（100个）：AxVisor 8.52ms vs Linux 503.91ms，加速比59.14x
• 4KB文件（50个）：AxVisor 5.88ms vs Linux 311.19ms，加速比52.92x
• 64KB文件（20个）：AxVisor 5.36ms vs Linux 138.92ms，加速比25.92x

小文件读取加速比超过创建操作，1KB文件达59倍。Linux的预读机制对碎片化小文件读取增加额外开销。

大文件操作性能​

随着文件规模的增大，AxVisor的性能优势逐渐减弱：

文件大小	创建加速比	读取加速比	写入加速比
1MB	8.65x	7.57x	-
10MB	4.42x	1.22x	-
50MB	1.69x	0.38x	-
100MB	1.25x	0.25x	-

读取性能反转：

• 50MB文件：AxVisor 149.76ms vs Linux 56.77ms
• 100MB文件：AxVisor 326.87ms vs Linux 82.17ms

在大文件读取场景下，Linux实现3-4倍性能优势，得益于成熟的page cache管理、高效的DMA传输和顺序读优化的read-ahead算法。

随机I/O性能​

随机读取：

• 10MB（1000次4KB）：AxVisor 673.43ms vs Linux 5.991s，加速比8.90x
• 50MB（5000次4KB）：AxVisor 18.373s vs Linux 30.155s，加速比1.64x

随机写入：

• 10MB（1000次4KB）：AxVisor 664.54ms vs Linux 6.318s，加速比9.51x
• 50MB（5000次4KB）：AxVisor 18.315s vs Linux 31.675s，加速比1.73x

AxVisor在随机I/O场景下保持明显优势，Linux的I/O调度器在处理大量随机请求时引入额外调度开销。

元数据操作性能​

元数据操作是AxVisor表现最突出的领域：

操作	AxVisor	Linux	加速比
创建50个目录	16.49ms	410.37ms	24.89x
列出176个文件	1.96ms	30.55ms	15.59x
获取100个文件元数据	0.92ms	36.04ms	39.17x
删除50个4KB文件	1.83ms	318.20ms	173.88x
删除50个目录	2.27ms	300.25ms	132.27x

获取元数据操作达39倍加速，删除操作突破170倍。

原因：简化的权限检查机制、高效的inode/in-memory结构设计、减少的journaling开销、优化的目录项缓存策略。

顺序写入性能​

小块顺序写入（4KB块）：

• 50MB：AxVisor 19.839s vs Linux 78.883s，加速比3.98x

大块顺序写入（64KB块）：

• 100MB：AxVisor 7.199s vs Linux 11.863s，加速比1.65x

AxVisor在顺序写入场景下保持优势，优势幅度与块大小呈反比。小块写入时优势来自更高效的单次I/O提交机制。

追加操作性能​

向10个文件各追加2KB：AxVisor 0.22ms vs Linux 21.73ms，加速比98.77x

AxVisor在文件扩展、inode更新等环节实现路径极简，Linux的追加操作涉及复杂的journaling、锁竞争、文件锁等机制。