英特尔® 数据保护与压缩加速技术是什么？
英特尔® QAT 是英特尔® 至强® 可扩展处理器上集成的工作负载加速功能，专为提高计算密集型流程的性能和效率而打造，面向 AI、分析、应用程序和内容交付、高速网络等工作负载。
随着数据集持续呈指数级增长，这些高级用例需要更多的资源和更高的性能。这类要求苛刻的工作负载增加了对数据压缩和解压缩、加密密码以及公钥加密的需求，以便为各项操作提供支持并保护使用中数据、动态和静态数据的完整性。
虽然压缩和加密使处理大型文件和高级应用成为可能，但启用过程本身会消耗大量计算资源。
英特尔® QAT 可从 CPU 内核分载这些计算密集型操作，使 CPU 能够更高效地执行其他任务，从而提高整体系统性能、效率和能力。
英特尔® QAT 可提高工作负载性能，以满足当今数据密集型和网络相关工作负载的需求，帮助系统以更低的数据占用空间和更高的性能为更多客户提供服务。英特尔® QAT 可以显著加速数据压缩以及对称和非对称数据加密和解密。
英特尔® 至强® 可扩展处理器上的英特尔® QAT
英特尔® QAT 是第四代及更高版本英特尔® 至强® 可扩展处理器上的内置加速器，可提高性能并帮助保护当今增长最快的工作负载中的数据。英特尔® QAT 与其他特定集成加速器一起构成面向高性能计算、分析、网络和存储工作负载的英特尔® Accelerator Engines 的关键组件。
英特尔® QAT 在推动业务成果方面的优势
英特尔® QAT 为云、数据中心、网络、大型数据湖和存储层提高了效率和可扩展性。
- 提高 CPU 性能和效率：英特尔® QAT 可从 CPU 内核分载计算密集型压缩和解压缩操作，从而提高 CPU 效率，提升整体系统性能。由于英特尔® QAT 内置于 CPU 本身，与没有加速器的设备相比，它可为更多的加密客户端连接和内容交付提供支持。英特尔® 至强® 可扩展处理器或片上系统 (SoC) 英特尔® 至强® D 处理器均支持英特尔® QAT。 与使用默认压缩的第四代 AMD EPYC 9554 相比，在搭载使用集成英特尔 QAT 的第五代英特尔至强 Platinum 8592+ 的 SQL Server 22 上，可实现高达 1.64 倍的性能功耗比提升。1
- 降低总拥有成本 (TCO)： 英特尔® QAT 通过在现有硬件上加速加密和解密、公钥加密以及数据压缩工作负载，并通过领先的性能功耗比提高能效，帮助降低总拥有成本。
借助英特尔® QAT，基于英特尔® 至强® 可扩展处理器的系统可以显著提高性能和效率。此外，实现相同结果所需的内核更少，因而数据占用空间更少，并且功耗显著降低。 - 支持可扩展解决方案：在一系列产品和封装配置中，英特尔® QAT 集成在英特尔® 至强® 可扩展处理器中，这使其加速功能具有高度的可用性和可扩展性，适合各种解决方案。对于某些英特尔® 至强® 可扩展处理器，可以在单个 CPU 上配置多达四个英特尔® QAT 加速器。
英特尔® QAT 用例
从英特尔® QAT 获益最多的用例和用户包括云服务、企业数据中心、存储和网络。
云服务提供商
云服务提供商 (CSP) 可以使用英特尔® QAT 更充分地利用现有基础设施，并在减少 CPU 占用空间的情况下为客户提供更多价值。英特尔® 至强® 可扩展处理器上的英特尔® QAT 可提供大规模数据压缩和数据加密，为内容交付网络 (CDN)、负载均衡器、网关和微服务提供支持。CSP 可以为更多用户提供服务，同时提供必要的高性能保护频带，以抵御可能导致 CDN 速度下降的分布式拒绝服务 (DDoS) 攻击。
英特尔® QAT 压缩可以通过压缩服务提高存储、数据库、大数据或 CDN 的效率。英特尔® QAT 压缩的效率为常见的数据丰富的应用提高了性能并显著降低了功耗。
企业
得益于更高的 Web 服务器容量和性能，企业级组织在部署超融合基础设施 (HCI) 和 Web 应用程序时，可以提高运营效率并降低成本。
更高的性能使企业系统能够快速提供内容，通过高性能公钥加密为更多客户和用户提供内容，并缩短 Web 应用程序的加载时间和响应时间。
英特尔与企业领域的生态系统合作伙伴合作，提高业务关键型应用和用例的性能。例如，Red Hat 在针对英特尔® QAT 而进行的 Enterprise Linux 平台优化后发现，与基于软件的压缩相比，硬件加速压缩速度可提高 9 至 137 倍。2此外，英特尔® QAT 还可以分载 CPU 内核需求，因此可以将更多 CPU 周期分配给其他计算任务。
在激活英特尔® 至强® 可扩展处理器上的英特尔® QAT 后，与没有英特尔® QAT 的类似系统相比，可以在更少的内核上提供显著的性能。
存储
组织可以利用英特尔® QAT 降低存储架构的总拥有成本和功耗，同时满足不断增长的性能需求。利用英特尔® QAT，在对应用数据或分布式存储系统和数据湖进行备份和归档时，可以更快地完成数据压缩和解压缩任务。
例如，微软已证实英特尔® QAT 有助于加速备份文件压缩和解压缩，即使同时运行多个 Microsoft SQL Server 2022 工作负载时也是如此，3因为计算密集型备份进程已从 CPU 内核中分载出来。 与使用默认压缩的第三代英特尔至强 Platinum 8380 相比，借助使用集成式英特尔 QAT 的第五代英特尔至强 Platinum 8592+，客户可实现高达 2.56 倍的 Microsoft SQL Server 和备份性能提升。4
使用英特尔® QAT 支持的全新 Zstandard 压缩算法，还可以获得更高的效率。例如，在 Zstandard 流水线中引入英特尔® QAT 后，Meta 和英特尔在吞吐量和性能功耗比方面取得了显著改进。5
网络边缘和内核
英特尔® QAT 可加速网络流量的加密和解密，这样使用较少的内核就可以提高虚拟专用网络 (VPN)、负载均衡器、内容交付网络和 Web 服务器的性能，而如果没有英特尔® QAT 则需要更多内核。
英特尔® QAT 支持服务网格满足用户平面输入需求所需的额外容量。这种额外的提升可帮助组织满足严格的服务级别协议 (SLA)，同时管理 5G 控制平面中的功耗。其他网络专属用例突出了英特尔® QAT 为这些工作负载和其他工作负载带来的优势。
开始使用英特尔® 数据保护与压缩加速技术
英特尔提供应用程序专属的驱动程序、代码库、软件工具和其他资源，以帮助解决方案架构师和开发人员充分利用英特尔® QAT。
第 1 步：评估您的系统设计
首先分析您对存储、大数据、数据库或其他数据密集型功能的压缩和解压缩效率的需求。还要考虑密码、哈希和公钥数据加密的加速方案，包括用于云安全、VPN 和防火墙、SD-WAN 或内容交付的 TLS、QUIC、IPsec 或 WireGuard。
第 2 步：获取支持英特尔® QAT 的硬件
从基于英特尔® 至强® 可扩展处理器的支持英特尔® QAT 的平台开始。要确定哪款英特尔® 至强® 可扩展处理器适合您的用例，请在登录或注册后使用英特尔® 至强® 处理器顾问工具。
第 3 步：查看英特尔® QAT 技术资源
- 阅读产品简介，了解有关英特尔® QAT 如何加速加密操作和数据压缩工作负载的更多信息，并获取特定工作负载资源列表。
- 查看技术文档和应用信息，并获取英特尔® QAT 专属软件包、开发套件、驱动程序和代码库。
- 访问英特尔® 开发人员专区，查找软件和开发产品，了解工具和技术，并与其他开发人员交流。
- 了解英特尔® Developer Cloud，这是一个用于在英特尔® 优化的部署环境中开发和运行工作负载的服务平台，包含最新的英特尔® 处理器和经过性能优化的软件堆栈。
第 4 步：按照入门指南进行操作
访问 GitHub 上的英特尔® QAT 入门指南，了解有关如何获取、构建、安装和使用适用于硬件版本 2.0 程序包的英特尔® QAT 软件的说明。