發布時間: 2021-07-06 09:31:10
鯤鵬BoostKit提供基于KAE(Kunpeng Accelerator Engine 鯤鵬加速引擎)的加速庫,包含ZIP(硬加速-壓縮),HPRE(硬加速-非對稱加解密),SEC(硬加速-對稱加解密)。下面騰科教育為大家整理鯤鵬加速庫的優勢。
鯤鵬KAE利用內置的硬件加速單元和特有的指令,大幅度提升應用性能,使用特有框架,幫助降低調用路徑性能損耗。
擁有了鯤鵬KAE的加速能力,相當于系統的每個CPU額外集成了性能強大的壓縮或加解密硬件加速卡。
鯤鵬加速引擎KAE架構圖
一、加速場景化性能
鯤鵬KAE加速庫可以廣泛使用在大數據、分布式存儲、Web應用等主流應用場景,帶來顯著的性能加速效果。
1.大數據加速場景
大數據特定場景下海量數據需要在節點之間做傳輸同步,為了保障業務數據的安全,通常需要把數據加密之后再傳輸。
如果采用常規的CPU加密方案,會導致CPU利用率大幅提升20%,可能產生系統性能瓶頸。但如果采用獨立的硬件加速卡進行加密,則需要額外采購和部署硬件,帶來系統硬件成本的上升。
使用鯤鵬KAE加解密加速庫,充分利用鯤鵬處理器的硬件加密模塊,不僅可以大幅度地提升加密性能,相比不加密的狀態僅會產生<5%性能損耗,而且完全卸載CPU的加密計算,節點的CPU資源可以用來額外處理其他更多的大數據計算,從而實現端到端的系統性能提升。
基于鯤鵬BoostKit KAE的加解密架構圖
2.分布式存儲加速場景
企業客戶在定期歸檔業務數據時,通常會對業務數據進行數據壓縮處理,通過提升磁盤利用率,節約磁盤空間和降低存儲成本。
鯤鵬KAE壓縮解壓縮加速庫能夠卸載CPU負載并加速 zlib/gzip壓縮,在混合讀寫7:3的典型場景中,能夠塊存儲和對象存儲的壓縮性能平均提升15%+,最高提升40%。
基于鯤鵬BoostKit KAE的壓縮解壓縮架構圖
3.Web應用加速場景
互聯網和金融Web應用中通常采用HTTPS(超文本傳輸安全協議)保障網絡數據的安全傳輸,其關鍵在于采用SSL/TLS來加密HTTP通信數據包。HTTPS默認采用RSA非對稱加密算法,在客戶端接入時RSA運算會消耗大量的CPU算力。
理想情況下,用戶期望系統能夠提供80K~100K次/秒以上的RSA加密計算能力。然而,業內主流方案1個CPU物理核只能處理約650次/秒RSA加密計算,而一臺傳統服務器處理能力也低于20K次/秒。
鯤鵬KAE RSA加速庫支持RSA算法,應用可通過Nginx異步調用OpenSSL的鯤鵬KAE。鯤鵬KAE RSA加速庫提供108K次/秒的RSA加密計算能力,相比業內主流 CPU方案提升4倍性能、加速卡方案提升35%,大幅提升了客戶端接入Web應用請求的響應能力。
二、使用極簡
鯤鵬KAE加速庫的部署和調用操作非常簡單,對于用戶非常友好。鯤鵬KAE在系統啟動階段通過License激活,BMC子系統負載管理芯片加速子系統的License,當系統初始化時,BMC將License傳遞給BIOS系統。
BIOS子系統解析License信息,根據解析結果對芯片加速子系統進行使能控制,并上報加速器ACPI表到內核。上層應用基于OpenSSL/zlib加速庫調用鯤鵬KAE,并通過寄存器操作調用芯片加速子系統。
鯤鵬KAE目前兼容OpenSSL和Zlib標準接口,如果上層應用已經調用了OpenSSL或是Zlib,則應用無需做任何修改。此外,鯤鵬社區提供開源的鯤鵬KAE驅動,用戶可以直接下載源碼,并自行編譯和安裝。
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