借助英特爾? QAT從而顯著提升網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)應(yīng)用的性能

全新第四代和第五代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器內(nèi)置英特爾 數(shù)據(jù)保護(hù)與壓縮加速技術(shù)（英特爾 QAT），可通過(guò)卸載計(jì)算密集型工作負(fù)載來(lái)降低 CPU 占用率，從而顯著提升網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)應(yīng)用的性能。

帶來(lái)高速線上體驗(yàn)

與使用開(kāi)箱即用的軟件相比， 啟用英特爾 至強(qiáng) 鉑金 8592+ 處理器內(nèi)置的英特爾 QAT 可將每個(gè)內(nèi)核的 NGINX TLS 握手操作性能提升高達(dá) 2.17 倍1。

人工智能 (AI)、數(shù)據(jù)分析、高性能存儲(chǔ)和云應(yīng)用服務(wù)等數(shù)據(jù)和計(jì)算密集型工作負(fù)載呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，對(duì) CPU 提出了更嚴(yán)苛的要求。管理靜態(tài)、傳輸中和處理中的加密數(shù)據(jù)資源，已經(jīng)相當(dāng)普遍。需要一次性壓縮和加密數(shù)據(jù)的應(yīng)用會(huì)大量占用處理資源，加劇數(shù)據(jù)流瓶頸，導(dǎo)致時(shí)延增加。高性能標(biāo)準(zhǔn)壓縮算法會(huì)消耗大量的 CPU 資源，占用多達(dá)數(shù)百個(gè)內(nèi)核。

英特爾 數(shù)據(jù)保護(hù)與壓縮加速技術(shù)（Intel QuickAssist Technology，英特爾 QAT） 是一項(xiàng)成熟的技術(shù)，此前作為獨(dú)立加速器和 PCIe 適配卡在英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器芯片組的片上網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中提供。英特爾 QAT 現(xiàn)已作為內(nèi)置加速器整合到全新第四代和第五代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器中。這項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)可從 CPU 卸載計(jì)算密集型對(duì)稱和非對(duì)稱加密以及數(shù)據(jù)壓縮/解壓縮操作，將 CPU 從這些嚴(yán)苛的任務(wù)中解放出來(lái)。以此實(shí)現(xiàn)的計(jì)算資源重新分配讓 CPU 能夠更高效地執(zhí)行其他任務(wù)，這有助于針對(duì)各種用例提高整體系統(tǒng)性能、效率和功耗表現(xiàn)。

啟用英特爾 QAT 是實(shí)現(xiàn)這些優(yōu)勢(shì)的關(guān)鍵，因此，英特爾為開(kāi)發(fā)人員和 IT 架構(gòu)師提供了廣泛的工具和實(shí)施資源。后文將對(duì)這些工具和資源展開(kāi)介紹，它們將有助于 IT 團(tuán)隊(duì)優(yōu)化解決方案，提升 AI、數(shù)據(jù)分析和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)等工作負(fù)載的性能。

英特爾 QAT 可針對(duì)多種用例提高性能

英特爾 QAT 的優(yōu)勢(shì)并不局限于立竿見(jiàn)影的性能提升。例如，企業(yè)可以減少執(zhí)行某些任務(wù)所需的內(nèi)核數(shù)來(lái)降低處理器的占用率。英特爾 QAT 可助力企業(yè)提高效率和擴(kuò)展能力，尤其是針對(duì)云環(huán)境、數(shù)據(jù)中心、龐大數(shù)據(jù)湖及不同存儲(chǔ)層等大規(guī)模操作。此外，它還可提升能效，助力用戶實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。在當(dāng)今數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的世界里，這項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)能夠幫助企業(yè)提高性能、減少碳排放、提升運(yùn)營(yíng)效率。

云服務(wù)提供商

英特爾 QAT 可以提高內(nèi)核效率，降低服務(wù)器 CPU 的占用，使云服務(wù)提供商 (CSP) 可以更好地利用基礎(chǔ)設(shè)施，并為客戶提供更多價(jià)值。全新第四代和第五代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器內(nèi)置的英特爾 QAT 可提供大規(guī)模的數(shù)據(jù)壓縮和加密，為內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò) (CDN)、負(fù)載均衡器、網(wǎng)關(guān)和微服務(wù)提供支持。基于此，云服務(wù)提供商可以為更多用戶提供服務(wù)，同時(shí)提供必要的高性能保護(hù)頻帶，以抵御可能導(dǎo)致內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)速度下降的分布式拒絕服務(wù) (DDoS) 攻擊。

英特爾 QAT 所提供的壓縮服務(wù)可以提高存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、大數(shù)據(jù)或內(nèi)容分發(fā)網(wǎng)絡(luò)的效率。標(biāo)準(zhǔn) De_ate 性能基準(zhǔn)測(cè)試結(jié)果顯示，英特爾 QAT 非常有價(jià)值，針對(duì)九級(jí)壓縮，一個(gè)內(nèi)核可以完成 1,026 個(gè)內(nèi)核的工作2。能效出色的英特爾 QAT 能夠?yàn)槌Ｒ?jiàn)的數(shù)據(jù)密集型應(yīng)用提升性能，并大大降低功耗。

企 業(yè)

得益于更高的 Web 服務(wù)器容量和性能，企業(yè)能夠在部署超融合基礎(chǔ)設(shè)施 (HCI) 和 Web 應(yīng)用時(shí)提高運(yùn)營(yíng)效率并降低成本。與上一代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器相比，內(nèi)置英特爾 QAT 的第四代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器將一級(jí)壓縮所需的內(nèi)核數(shù)減少多達(dá) 95%、 吞吐量提升高達(dá) 2 倍2。此外，與軟件加速相比，第四代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器內(nèi)置的英特爾 QAT 顯著提高了 Red Hat Enterprise Linux (RHEL) 的壓縮性能，壓縮速度提升高達(dá) 9 到 139 倍不等3。

更高的性能讓企業(yè)系統(tǒng)能夠更快地提供內(nèi)容，利用高性能公鑰加密技術(shù)讓更多客戶和用戶獲取內(nèi)容，并優(yōu)化 Web 應(yīng)用的加載時(shí)間和響應(yīng)速度。

存 儲(chǔ)

企業(yè)和機(jī)構(gòu)可以降低存儲(chǔ)架構(gòu)的總體擁有成本 (TCO) 和功耗，同時(shí)滿足日益增長(zhǎng)的性能需求。借助英特爾 QAT，企業(yè)和機(jī)構(gòu)為應(yīng)用數(shù)據(jù)或分布式存儲(chǔ)系統(tǒng)和數(shù)據(jù)湖執(zhí)行備份和歸檔時(shí)，可以更快地完成數(shù)據(jù)壓縮和解壓縮任務(wù)。例如，與前幾代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器相比，使用內(nèi)置英特爾 QAT 的第四代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器可將 Microsoft SQL Server 2022 的數(shù)據(jù)備份速度提升高達(dá) 3.2 倍4。

網(wǎng)絡(luò)邊緣和內(nèi)核

英特爾 QAT 可加速網(wǎng)絡(luò)流量的加密與解密，從而提高虛擬專用網(wǎng)絡(luò) (VPN) 安全性和 Web 服務(wù)器的性能。與上一代產(chǎn)品相比，使用內(nèi)置英特爾 QAT 的第四代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器進(jìn)行 NGINX 關(guān)鍵握手操作時(shí)，完成等量的每秒連接次數(shù)內(nèi)核用量減少多達(dá) 47%5。為滿足高服務(wù)級(jí)別協(xié)議 (SLA)，同時(shí)管理 5G 控制平面的功耗，英特爾 QAT 可以為服務(wù)網(wǎng)格提供所需的額外容量，以應(yīng)對(duì)不斷增加的用戶平面輸入。

優(yōu)化系統(tǒng)資源消耗和整體效率

英特爾 QAT 是全新第四代和第五代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器的主要加速器之一，可以提高能效6。它支持用戶在現(xiàn)有硬件上加速安全和數(shù)據(jù)壓縮工作負(fù)載，并憑借出色的每瓦性能提高能效。這些功能可以提高 CPU 使用效率，降低功耗，幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。

圖 1. 英特爾 QAT 有助于提高英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器平臺(tái)的每瓦性能

針對(duì)關(guān)鍵工作負(fù)載采用英特爾 QAT

為方便 IT 管理員和開(kāi)發(fā)人員在其解決方案中采用英特爾 QAT，本節(jié)將提供大量資源和工具，幫助他們快速入門(mén)并更輕松地實(shí)施和采用英特爾 QAT：

英特爾 QAT 入門(mén)指南：獲取、構(gòu)建、安裝和使用英特爾 QAT 軟件– HW 版本 2.0 套件包的相關(guān)說(shuō)明。

面向Linux 的英特爾 QAT 驅(qū)動(dòng)程序：下載HW 版本 2.0 套件包的驅(qū)動(dòng)程序。

技術(shù)文檔和驅(qū)動(dòng)程序：?jiǎn)⒂糜⑻貭?QAT 所需的驅(qū)動(dòng)程序、應(yīng)用和技術(shù)文檔。

英特爾 開(kāi)發(fā)人員專區(qū)：用于在英特爾 硬件上進(jìn)行開(kāi)發(fā)的官方資源。

英特爾 Developer Cloud：供開(kāi)發(fā)人員在全新英特爾 硬件集群上學(xué)習(xí)、原型設(shè)計(jì)、測(cè)試和運(yùn)行工作負(fù)載的資源。

數(shù)據(jù)庫(kù)工作負(fù)載

提高 SQL Server 2022 企業(yè)版和MySQL 的生產(chǎn)力和正常運(yùn)行時(shí)間，將數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用的備份速度提升高達(dá) 3.2 倍4。

SQL Server：采用內(nèi)置英特爾 QAT 的英特爾 至強(qiáng) 鉑金 8592+ 處理器進(jìn)行備份壓縮后，SQL Server 2022 服務(wù)器上的 HammerDB 無(wú)論速度還是每瓦性能都得到了顯著提升7。

在 SQL Server 中啟用英特爾 QAT 進(jìn)行備份的步驟：

安裝新版SQL Server 2022 企業(yè)版。

安裝新版英特爾 QAT 驅(qū)動(dòng)程序。

用sp_confgure 啟用硬件卸載配置。

啟用英特爾 QAT 加速器的硬件卸載。

實(shí)施和采用資源：

面向 SQL Server 的英特爾 QAT：如何利用面向 SQL Server 的英特爾 QAT 配置集成加速和卸載解決方案

SQL Server OLAP 調(diào)優(yōu)指南：面向聯(lián)機(jī)分析處理 (OLAP) 的 MySQL 調(diào)優(yōu)指南

SQL Server OLTP 調(diào)優(yōu)指南：面向聯(lián)機(jī)事務(wù)處理 (OLTP) 的 MySQL 調(diào)優(yōu)指南

面向 SQL Server 2022 的英特爾 QAT：重點(diǎn)介紹使用英特爾 QAT 時(shí)SQL Server 2022 的性能提升和配置詳情的白皮書(shū)

MySQL：實(shí)施和采用資源如下。

面向 MySQL 的英特爾 QAT：英特爾 Optimization Hub 上提供的使用英特爾 QAT 的MySQL 配置方案 容器：面向英特爾 架構(gòu)優(yōu)化的 MySQL 容器詳情

代碼資源：

GitHub 上的 MySQL 代碼

GitHub 上測(cè)試 MySQL 的 HammerDB 代碼

網(wǎng)絡(luò)工作負(fù)載

IPSec：與上一代產(chǎn)品相比，啟用第四代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器內(nèi)置的英特爾 QAT 后，使用 IPSec 時(shí) TCO 更低，所需服務(wù)器內(nèi)核減少多達(dá) 33%8。

實(shí)施和采用資源：

面向 NFV 工作負(fù)載的英特爾 QAT：英特爾 QAT 如何加速網(wǎng)絡(luò)功能工作負(fù)載 面向 IPSec 的英特爾 QAT：英特爾 Optimization Hub 上提供的使用英特爾 QAT 的 IPSec 配置方案

容器：英特爾 QAT 密碼操作加速庫(kù)的容器詳情

代碼資源：GitHub 上的 IPSec 代碼

WireGuard：增加容量以處理更多網(wǎng)絡(luò)流量，將大數(shù)據(jù)包流量卸載到英特爾 QAT 時(shí)，速度提升高達(dá) 5.9 倍9。

實(shí)施和采用資源：

面向WireGuard 處理的英特爾 QAT：加速WireGuard 處理技術(shù)指南 面向NFV 工作負(fù)載的英特爾 QAT：英特爾 QAT 如何加速網(wǎng)絡(luò)功能工作負(fù)載

NGINX：與開(kāi)箱即用 (OOB) 的軟件相比，啟用英特爾 至強(qiáng) 鉑金 8592+ 處理器內(nèi)置的英特爾 QAT 可將每個(gè)內(nèi)核的 NGINX TLS 握手操作性能提升高達(dá) 2.17 倍1。

實(shí)施和采用資源：

面向 NGINX 的英特爾 QAT 白皮書(shū)：面向 NGINX 的英特爾 QAT 技術(shù)白皮書(shū)

面向 NGINX 的英特爾 QAT 軟件：英特爾 Optimization Hub 上提供的使用英特爾 QAT 軟件的NGINX 配置方案

面向 NGINX 的英特爾 QAT 配置方案：英特爾 Optimization Hub 上提供的使用英特爾 QAT 加速器的 NGINX 配置方案

NGINX 云性能基準(zhǔn)測(cè)試：12 項(xiàng)關(guān)鍵 NGINX 基準(zhǔn)測(cè)試

容器：面向英特爾 架構(gòu)優(yōu)化的 NGINX 的容器詳情

代碼資源：GitHub 上的 NGINX 代碼

Envoy：降低 TCO、提升用戶體驗(yàn)、提高運(yùn)營(yíng)效率。與未啟用加速器的解決方案相比，啟用第四代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器內(nèi)置的英特爾 QAT 后，吞吐量（每秒請(qǐng)求數(shù)）提升高達(dá) 2.5 倍，P99 時(shí)延降低高達(dá) 74%，CPU 占用率降低高達(dá) 12%10。

實(shí)施和采用資源：

面向Envoy TLS 加速的英特爾 QAT 解決方案簡(jiǎn)介：借助英特爾 QAT 實(shí)現(xiàn)Envoy 傳輸層安全 (TLS) 加速解決方案簡(jiǎn)介

面向 Envoy TLS 加速的英特爾 QAT 配置信息：使用英特爾 QAT 的Envoy TLS 配置信息

面向 Istio 和 Envoy 的密碼操作加速：使用英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器的 Istio 和 Envoy 密碼操作加速器用戶指南

Istio 和 Envoy 優(yōu)化：使用英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器的 Istio 和 Envoy 密碼操作加速器解決方案簡(jiǎn)介

容器：Envoy 代理的容器詳情

代碼資源：GitHub 上的 Envoy 代理代碼

數(shù)據(jù)服務(wù)工作負(fù)載

QATzip：提升 OLTP 性能并增加容量以處理更多事務(wù)。使用 QATzip 時(shí)，內(nèi)置英特爾 QAT 的第四代英特爾 至強(qiáng) 可擴(kuò)展處理器的內(nèi)核用量減少多達(dá) 96%，一級(jí)壓縮吞吐量提升高達(dá) 1.37 倍2。

資源：

面向 QATzip 的英特爾 QAT：關(guān)于使用英特爾 QAT 和 QATzip 時(shí)云端壓縮效率的技術(shù)白皮書(shū)

代碼資源：GitHub 上的QATzip 代碼

Zstd：更低的成本和功耗。使目標(biāo)工作負(fù)載的平均每瓦性能效率提升高達(dá) 3.9 倍11。

資源：

編程資源：GitHub 上的 Zstd

代碼資源：QAT-ZSTD-Plugin

借助英特爾 QAT 提升性能并降低 TCO

英特爾 QAT 可在現(xiàn)有硬件上加速安全和數(shù)據(jù)壓縮工作負(fù)載，并憑借出色的每瓦性能提高能效，從而幫助降低系統(tǒng)資源消耗和 TCO。




審核編輯：劉清