利用英特尔QuickAssist加速加密与压缩

加密和压缩操作如今已直接嵌入大多数企业系统的执行路径。流量激增时TLS握手会排队等待，加密备份超出计划窗口，存储平台在数据写入磁盘前就耗费CPU周期进行压缩。在众多生产环境中，吞吐量下降与延迟增加并非源于应用程序效率低下，而是因为加密和压缩工作负载与应用线程在同一CPU核心上争夺资源。

英特尔QuickAssist通过改变这些工作负载的运行位置来解决这种失衡问题。

加密技术曾被视为外围防护措施。如今它已持续运行于内部网络、存储层、数据库及数据保护工作流中。压缩技术紧随其后，在数据指数级增长和带宽成本攀升的双重驱动下加速普及。

在数据库、存储系统和网络服务中，这些操作已不再是偶发的后台任务，而是持续运行的常驻进程。当完全依赖软件处理时，加密与压缩的性能会随CPU使用率呈线性增长。随着并发任务增加，企业往往通过增加核心数量来应对，这导致功耗上升且效率递减。

正是这种转变，使英特尔加速技术成为现代基础设施设计的基础考量。

英特尔加速技术（常简称为英特尔QAT）是集成于支持该技术的英特尔至强处理器中的硬件加速能力。它将加密和压缩运算从通用CPU核心卸载至处理器内嵌的专用加速引擎，而非由CPU核心执行这些计算密集型任务。

该设计使CPU得以专注于应用逻辑、调度与并发处理，而加密/解密、压缩/解压等任务则由专用硬件承担。其效果不仅体现在单项任务加速，更能在持续负载下实现系统性能的均衡与高效。

基于软件的加密依赖于同时承担应用运行的CPU核心。在高负载下，加密线程与业务逻辑直接竞争资源，导致延迟增加且吞吐量不稳定。

通过英特尔QAT实现的硬件加速加密，将密码运算交由加速引擎而非CPU核心处理。这种分离显著提升数据加密性能，并在持续加密流量环境下提供更可预测的行为表现。对于监管行业或零信任架构等无法降低或禁用加密的环境，英特尔QAT消除了传统安全与性能之间的权衡取舍。

当前数据库持续承受着加密与压缩的双重压力。备份、恢复及复制任务已与事务性工作负载并行运行，而非局限于隔离的维护窗口期。

SQL Server 2022展现了英特尔QAT加速如何重塑这一动态。通过集成加速与卸载机制，SQL Server可借助QAT_DEFLATE算法实现备份压缩加速。备份期间压缩操作不再独占CPU资源，确保事务型工作负载保持响应能力。若硬件加速不可用，软件回退机制可保障操作连续性且兼容性不受影响。

对于具有严格恢复目标的数据库环境，此转变显著提升了运行稳定性。

存储平台面临类似挑战。压缩技术虽能减少存储占用和网络利用率，但软件执行时会产生显著CPU开销。

Ceph对象网关清晰展示了英特尔QAT加速如何优化这一平衡。通过用户空间库集成基于QAT的压缩技术，Ceph可在兼容现有压缩格式的同时卸载压缩与解压缩任务。这使存储集群能够处理更高对象吞吐量，而无需成比例扩展CPU资源。

在大型存储环境中，压缩加速直接影响能效、节点密度及长期成本控制。

英特尔快速辅助旨在无缝集成至成熟的软件生态系统，而非取代现有架构。应用程序可通过API直接访问QAT，或借助OpenSSL、操作系统加密子系统及压缩库等广泛使用的框架间接调用。

这种分层集成模式使企业能够逐步采用英特尔QAT技术。加速功能在支持环境中自动启用，同时保留软件执行作为后备方案，既保障灵活性又降低部署风险。