英特尔ISA-L技术助力腾讯优化冷数据存储系统

摘要

英特尔®ISA-L技术即（Intel® Intelligent Storage Acceleration Library）智能存储加速库技术。在英特尔®至强™处理器系列下，使用ISA-L技术解决了TFS（腾讯文件系统）在运行时的性能瓶颈。实验结果显示采用ISA-L技术的TFS性能提升了2.5倍。

ISA-L 技术简介

ISA-L 技术可帮助加速和优化基于英特尔® 架构 (IA) 的存储，在存储可恢复性、数据完整性、数据安全性提供优化，并加速数据的压缩。具体可以实现如下功能：Raid、Erasure Code纠删码、CRC (cyclic redundancy check)、Multi-buffer Hashing (MbH)（包括MD5、SHA1、SHA256 和 SHA512）、加密功能、压缩功能，其基本原理就是使用Intel CPU中的指令集对上述功能进行优化和加速，具体包括：INTEL AES-NI - 英特尔高级加密标准、INTEL SSE - 英特尔流式单指令多数据扩展、INTEL AVX/AVX2/AVX512 - 英特尔高级矢量扩展指令集系列。现在ISA-L已经开源，英特尔®会持续对开源版本进行维护，目前最新版本是v2.21 (2018/02/26)，具体可访问：https://github.com/01org/isa-l 。

背景

在智能互联网时代，数据以几何级的速度爆炸增长，如何存储并管理这些海量数据，是很多互联网服务提供商面临的一个难题。在这些不断增长的数据中，大量数据例如图片等都属于不经常访问，却又不能删除的，因为客户依然随时可能访问这些数据。对于这类不常访问的“冷”数据，通常的做法是把它们迁移到一个专为冷数据而设计的存储系统。本文提到的就是一个英特尔®与腾讯合作的TFS冷数据存储项目。

成立于1998年的腾讯公司是目前中国最大的互联网综合服务提供商之一，拥有QQ，微信，腾讯游戏等众多互联网明星产品，一直以来，腾讯始终在存储技术、数据挖掘等技术领域投入巨大，致力于为互联网用户提供最佳的使用体验。在这些产品背后， TFS是其众多业务所需文件服务的核心系统。数亿用户的使用压力使TFS面临着巨大的计算性能，容量等方面的压力。

挑战

不同于传统存储系统，TFS冷存储系统项目主要使用的是老旧系统中回收而来的处理器，这就使计算性能成为存储系统的最大瓶颈。

为了在节省磁盘空间的同时保证可靠性，最初的TFS冷存储项目采用如图一所示的9+3纠删码（或擦除码）方案。9+3是指每9份数据块配以3份校验数据块，这样可以恢复任意1-3份丢失的数据。

如此显著的性能提升成功的满足了腾讯在线系统的业务需求。值得一提的是英特尔®ISA-L技术已开放源代码，因此腾讯在不产生任何成本的情况下就获得了巨大的系统性能提升。

文章摘自英特尔精英汇

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