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存储芯片的硬件加速器与算力卸载技术.docx
资料介绍
存储芯片的硬件加速器与算力卸载技术
1 引言
存储芯片中嵌入的硬件加速器正在从"存储控制"向"智能计算"演进。在SSD控制器中，硬件加速器可执行数据压缩、加密、搜索和AI推理等任务，卸载主CPU的计算负载，实现存算协同。本章系统分析存储芯片硬件加速器的架构设计、应用场景和性能优化方法。
2 硬件加速器架构
2.1 数据压缩加速器
SSD控制器中的数据压缩加速器采用LZ77/ZSTD等硬件IP，在写入时压缩数据、读取时解压。硬件压缩的吞吐率可达10GB/s以上，延迟<1μs，压缩比可达2:1至4:1。
2.2 加密加速器
AES-256加密加速器在数据写入时加密、读取时解密，对性能影响<5%。加密加速器支持XTS模式，确保即使相同的明文块也产生不同的密文。
2.3 搜索加速器
在内容可寻址存储（CAM）场景中，硬件搜索加速器可并行比较输入数据与存储数据，实现纳秒级搜索。
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