使用英特尔® 智能存储加速库优化存储解决方案

随着越来越多的设备连接到云/互联网，出现了各种不同的源（包括智能手机、平板电脑和物联网设备）生成数据。 存储需求逐年攀升。  英特尔® 至强™ 处理器产品家族和英特尔® 智能存储库（英特尔® ISA-L）的结合为可发人员提供了安全、快速处理数据，甚至降低存储空间需求的工具。

在中国，英特尔与奇虎 360 科技有限公司合作将英特尔 ISA-L 集成至其存储解决方案。 这使得其性能提升了 10 倍，存储空间需求降低了 2/3。 阅读案例研究。

英特尔® ISA-L 可帮助加速和优化任何设备（从小型的办公 NAS 设备到企业级存储系统）上基于英特尔® 架构 (IA) 的存储。   本库中提供的函数可在存储可恢复性、数据完整性、数据安全性提供帮助，并可加速数据压缩机制。  本文从较高的层面对英特尔 ISA-L 的函数进行了概述。

英特尔 ISA-L 在存储应用中使用了以下函数：

1. RAID （廉价冗余磁盘阵列）函数 支持速度更快的奇偶校验计算，以便 RAID 提供商使用。  RAID 函数可在 XOR 和 P+Q 奇偶校验位上计算和操作。 RAID 算法基于 Galois 有限域运算，可为 N 个资源中的每个字节查找 1 个或 2 个奇偶校验位，这样便可纠正单或双磁盘故障（一次或两次擦除）。
    
2. 擦除代码 (EC) 函数支持将对象划分为较小的片段，将这些片段存储在不同的位置，以任意方式对少数几个片段进行组合重新生成数据。  这些 EC 函数可为数据块部署通用的 Reed-Solomon 编码，以防擦除所有数据块。 单独的操作可根据 Galois 有限域中的运算 GF(2⁸) 和特定的域定义基元或递减多项式 x⁸+ x⁴+ x³+ x²+1 (0x1d) 来描述。
    
3. CRC （循环冗余检查）函数允许系统在传输过程中检查原始数据的意外变更。  接收程序可以要求传输程序再次发送程序包直至 CRC 匹配。 CRC 部分的函数是使用 IA 特定指令（如 PCLMULQDQ、Carry-Less 乘法）对循环冗余检查进行的快速部署。
    
4. 多缓冲散列 (MbH) 函数可提供 加密散列函数，以便使用 IA 的功能。  英特尔 ISA-L 支持 MD5、SHA1、SHA256和 SHA512。 这些 MbH 函数支持同时操作多个作业，从而能够提高单个处理器核心上安全散列算法的性能。 通过缓冲作业，该算法可以利用现代 IA 核心内在的指令级并行性，这在串行实施中是无法实现的。
    
5. 加密函数通过使用英特尔® AES-NI 指令集可以提高加密速度。
    
6. 压缩函数可提供快速、与 DEFLATE 兼容的压缩例程。 DEFLATE 是一款使用广泛的二进制压缩标准，是 zlib、gzip 和 zip 的基础。 英特尔 ISA-L 压缩实施的写入速度比 zlib-1 快，仅在压缩比率上稍低。 这非常适合高吞吐量的存储应用。

根据平台功能，英特尔 ISA-L 可以在多种英特尔® 处理器产品家族上运行。  通过使用以下指令集可以提高计算速度，从而提高性能：

• 英特尔® AES-NI – 英特尔® 高级加密标准 — 新指令
• 英特尔® SSE – 英特尔® 流式单指令多数据扩展
• 英特尔® AVX – 英特尔® 高级矢量扩展指令集
• 英特尔® AVX2 - 英特尔® 高级矢量扩展指令集 2

英特尔® ISA-L 还包括设备测试、性能测试和使用 C 编写的示例，这可以用作使用示例。

其他开发信息：

• 该库支持多代英特尔® 处理器，因为对于一些函数，它可以提供多个二进制版本，以便开发人员将其编译为单独的二进制，根据使用中的处理器进行检查和优化。 或者，开发人员可以只调用一个版本以降低代码尺寸。
• 大部分函数在库中的调用函数是 C 绑定。 我们将单独函数编写为以静态或动态的方式与应用相连。
• 如要构建英特尔 ISA-L 函数，请使用 Yasm* Assembler 版本 v1.2.0 或更高版本。
• 一些英特尔 ISA-L 函数需要使用输入参数，以便在 16B 或 32B 边界上对齐。

参阅英特尔 ISA-L API 参数手册，了解更多信息。

对于想要使用英特尔 ISA-L 的开发人员，可以从 01.org获取开源版本（仅限擦除代码函数）。

如要访问全套英特尔® 存储加速库函数，请填写并提交此申请表。 我们将以最快的速度回复您的查询！

其他相关链接与资源：

英特尔® 存储加速库（开源版本）

擦除代码和英特尔® 智能存储加速库

面向存储的采用擦除代码的 Swift*

英特尔与奇虎 360 互联网门户数据中心 — 大数据存储优化案例研究

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