随着存储器市场的持续发展,转移、管理及保护存储数据均需要新的功能。存储处理功能(如虚拟化、数据保护、数据安全(加密)及数据压缩)对于提高存储容量必不可少。此外,存储解决方案快速转向串行互连。光纤通道、串行连接 SCSI (SAS) 及串行 ATA (SATA) 等协议主导着存储协议领域。

随着特征增强,人们需要事半功倍。SoC 解决方案让您可将功能并入单硅解决方案。高速收发器、高密度逻辑及英特尔® FPGA 深层存储结合我们和合作伙伴提供的知识产权 (IP) 解决方案,让您可轻松打造理想的 SoC 存储解决方案。

我们的存储解决方案支持:在线、近线及离线存储。

在线存储

数据中心持续使用在线存储,用于执行面向服务器应用的实时数据处理。在线存储基于磁盘驱动器,位于或(直连式或网格化)连接至服务器上。使用直连式存储,仅连接至存储的服务器可进行存取。网络化存储使所有服务器均连接至网络,以共享可用存储资源。多台服务器共享的存储通常称为存储区域网络 (SAN)。SAN 协议通常为光纤通道、SCSI 或以太网(对于网络附属存储 (NAS)存储模块)。

在线存储设备(如简单磁盘捆绑 (JBOD) 及磁盘阵列)可以高速访问存储,同时提供数据保护及安全性。借助面向网络、系统总线和磁盘驱动器接口的高速 I/O 即可实现对存储的高速访问。借助算法(如面向数据保护和加密的 RAID)即可实现数据保护和安全性。

近线存储

近线存储的很多功能、性能及设备要求与在线存储相同。但是,配置近线存储是为了向在线存储提供备份支持。由于监管原因,越来越多的信息必须进行归档,因此近线存储需求快速增长。近线存储频繁用于数据备份,因为大量数据必须快速备份,基于磁带的解决方案有时带宽速率较低,无法完成。近线存储通过价格较低的磁盘驱动器(SATA 驱动器)构建,访问其存储的信息时,比通过磁带或磁带库访问更快。

近线存储设计师在其设计中必须满足多项要求:

  • 内部 I/O 顺序和 RAID 算法的灵活性
  • 改变静态数据加密标准
  • 采用特定压缩算法
  • 面向现有客户备份软件的磁带仿真

近线存储的大多数关键存储供应商都采用 FPGA 来化解这些设计挑战。我们提供参考架构及内部和合作伙伴的 IP 供近线存储设计使用。

离线存储

离线存储通常称为“归档”或“备份”存储,通常为磁带驱动器或低端磁盘驱动器(虚拟磁带)。离线存储用于备份在线和近线存储设备上保存的数据,设计用于长期数据存储。由于数据已归档,离线存储装置专注于数据准确性、数据保护及数据安全性。

数据中心存储

存储控制器架构的新发展及 NAND 设备密度和速度的持续发展推动着数据中心的性能提升。采用 Apache Spark 的大数据集就是其中一例,它使得 Hadoop 集群中的应用比内存上运行快 100 倍,比磁盘上运行快 10 倍。通过精心管理 NAND 性能和使用寿命并将存储的位置靠近处理器,与集中式存储和基于网络的存储相比,延迟降低且性能提高。将算法加速、数据校正、网络加速及 NVM 控制融入灵活的 FPGA,可提高效率、增强能力并加快速度,同时改变数据流经 HPC 和云计算系统的方式。

存储解决方案

FPGA、IP 与生态系统合作伙伴的结合,可为在线、近线,和离线存储解决方案的开发提供理想解决方案。英特尔® Stratix® 系列、Arria®、Cyclone® 和 MAX® 设备对于存储系统架构的价值非常大。这些平台使您能够以合理的成本快速、高效地开发极为灵活的应用。这使您能够打造针对 SAN 和 NAS 装置的独特、可扩展且以优化应用为中心的处理解决方案。表 1 展示了英特尔 FPGA 的可用存储功能。

表 1.FPGA 存储功能

类别 网络/结构 I/O 存储 I/O 数据保护 数据安全性
AES 类型 密钥管理和身份验证
在线 光纤通道以太网或连接至 ASSP 的 PCIe Gen1/Gen2 或交换机


串行 SCSI SAS



光纤通道

RAID 5, RAID 6 XTS-AES, AES-GCM

身份验证
SHA 1, SHA 256, SHA 384/512, MD5, 多模式 (SHA 1. SHA 2, MD5), 基于AES  (XCBC, OMAC)


密钥加密

RSA 和 Diffie-Hellman 密钥交换 (Mod.EXP)、真随机数生成器 (TRNG)、伪随机数生成器 (PRNG)

近线 光纤通道以太网、PCIe SATA RAID 5, RAID 6 XTS-AES
离线 光纤通道以太网 光纤通道 RAID 5, RAID 6 XTS-AES, AES-GCM, AES-CCM