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LoongStore 大规模集群云存储系统
1 成果介绍网络存储技术从诞生到现在,已经经历了近二十年的历程。在这个过程中,无论是计算技术、网络通信技术还是信息储存技术都发生了翻天覆地的变化。计算技术领域,基于开放操 作系统上的集群计算技术已经取代大型机;网络通信领域,开放架构的 TCP/IP 通信已经统治了一切;在信息存储技术上,单块磁盘的容量已经从 G 级别进入 T 级别。 传统的网络存储设备,无论是 FC SAN、 NAS 还是 IP SAN,都是采用以满足单台服务器存储需要为目标的体系设计,在共享能力、性能、可靠性、扩展性以及总体拥有成本上,已经无法满足企业新的应用需求。如果 仅仅通过外围手段来弥补,必将造成存储架构越来越复杂,用户管理难度越来越大,总体拥有成本越来越高。 为了满足 IT 技术发展的挑战, LoongStore 集群存储采用了代表计算技术、网络通信技术以及文件 系统技术发展方向的体系架构,提供给用户跨平台共享、高性能、高可靠、可平滑扩展、使用和维护简单的高端存储系统。系统以开放架构平台智能存储服务器为基 本节点,通过在千兆以太网基础上不受限制地添加节点,构成了业界最高的性能、可靠性以及极低总体拥有成本的存储集群。 LoongStore 为一种大规模的文件共享存储系统,它面向海量数据、高并发访问的环境。其产品架构图如图所示: 图 1 LoongStore 产品架构 LoongStore 产品架构支持:单文件系统 100PB支持 2000 个以上节点并发支持超过 500 亿文件产品主要特点:产品架构上:实现了横向扩展。从原来的单节点增加 CPU、内存、存储等等的纵向扩展方案往增加节点数量的横向扩展方案的转变,使得容量扩展更加灵活、同时也实现了更低的起始投入成本;产品工作流上:实现了更高效的数据读写方式。通过实现元数据与数据通道分离、将数据条带化存储在不同的存储服务器上,从而高效实现数据的并行读写;产品性能上:实现了高聚合带宽。克服了以前文件集中式存储的瓶颈,实现了文件切片分布式存储方案,实现了高聚合带宽;产品性能上:实现了性能近线性增长。如:( 1)聚合带宽随着存储集群规模扩大而线性增长, ( 2)充分发挥硬件性能,如网卡性能利用率达到了 80%, ( 3)扩展到 100GB/s 以上的聚合性能;产品可靠性上:实现了无单点故障。通过( 1)为不同目录的数据设置不同的冗余度, ( 2)自动故障探测与恢复, ( 3)设备恢复速度是 RAID 的 5 倍, 750GB SATA 盘恢复时间 15 分钟, ( 4)元数据服务器每两台互备等,实现了产品的无单点故障;在产品扩展性方面:实现了在线业务扩展容量。支持不停业务在线扩容,并自动迁移均衡数据。从而实现不需要关停业务的方式轻易扩展容量;在产品管理方面:实现了单点配置管理。产品通过单点实现了所有的配置管理功能,通过内置各种自动化处理流程,减少人为参与;产品兼容性方面:兼容各种 X86 架构的服务器和 IP 网络,应用服务器端支持Linux/Windows/Mac 等等。2 应用说明LoongStore 大规模集群云存储系统能够帮助企业加速信息到价值的转换,目前已经在互联网、广电、能源、电信等数据密集型行业帮助企业实现了突破性的价值。 产品主要应用行业与应用案例有:( 1)互联网:视频, SNS 等,例如中国国家网络电视台( CNTV),人人网,搜狐;( 2)能源:大庆油田,中石油勘探开发研究院总院;( 3)动漫和广电:中影集团,教育电视台等,《建党伟业》、《建国大业》、《孔子》等大片的后期制作就是采用该存储系统;( 4)教育及其( 5)军工,航天等等领域。3 技术指标支持 PB 级的存储容量规模,最大容量可超过 100PB;可提供几十甚至上百 GByte/s 的聚合数据读写带宽,而且性能可随存储规模的扩展而线性提升;可高效支持海量小文件的存储和管理,单套系统可高效管理超过 500 亿个文件,现有在线系统已经超过百亿级文件数量规模,而且每天仍然以 2000-5000 万个新文件的速度递增,每天的下载量为 10-20 亿个文件;可支持超过 2000 多个计算节点(或者应用节点)同时高效并发访问同一套存储系统;提供完全符合 POSIX 标准的文件级接口,支持全局共享访问,无须加入第三方共享软件。前端可同时部署 Linux、 Windows、 Mac 等异构计算节点。所有应用可不经过任何修改和移植即可使用存储服务;支持在线扩展存储容量,无需终止应用的正常服务,新增容量即插即用。同时提供在线数据迁移功能,扩容后可均衡所有设备上的存储负载;内置数据高可用机制,一旦发现硬件故障将自动进行数据恢复,无需停止服务。除了能够冗余磁盘故障之外,即使整个存储服务器或者磁盘阵列故障都不影响应用正常服务也不会破坏应用数据。传统存储只能冗余磁盘故障;如果系统中正常设备上的空闲空间总和不少于故障设备上已经使用的空间即可进行数据恢复,无须加入新的设备,传统存储采用 RAID 机制必须加入新的存储设备才能进行恢复。确保了系统无间断持续运行;l 在线控制存储设备的负载。在观察到某块存储设备有异常现象时,可以在线手动禁止这块磁盘的空间分配,设置后系统不再往被禁止分配空间的磁盘内写入新的数据,原有的数据仍然可用。当设备正常时即可在线放开;提供主动数据迁移功能,方便硬件在线更换。当某些设备使用时间超过一定年限,或者是发现设备有安全隐患时,可以主动将该设备上的数据迁移到其它存储设备,迁移完成后即可将设备移除下线,不影响应用的正常服务;简易管理,通过单一图形化界面即可管理和监控整个存储系统;高硬件兼容性,既可以采用传统的 SAN 或者盘阵作为存储单元,也可以采用通用的存储服务器进行构建,硬件选型范围广,成本低,适合用于构建海量的云存储系统。
清华大学 2021-04-13
抵御密钥泄露的云存储数据审计方法
本发明提供了一种可抵御密钥泄露的云存储数据审计方法,其包括:第一步,系统参数生成步骤;第二步,密钥更新步骤;第三步,数据文件上传和审计步骤。该方法  中,引入了一个物理安全的安全设备来帮助用户周期性更新密钥,使得即使入侵者在某个时间段攻击了用户并获得了该时间段的用户密钥,其他时间段的数据审计仍然是安全的。  可应用于电子信息等领域,可产生客观的效益。
青岛大学 2021-04-13
锂电池组监控芯片
高校科技成果尽在科转云
西安交通大学 2021-04-10
高端数字电视芯片 SoC 设计
芯片的重要功能包括:地面数字电视传输标准 DTMB、有线数字电视传输标准、AVS/MPEGII 解码和 UTI 接口等。清华大学是 DTMB 的重要技术提供方,已经于 2007 年 11 月顺利完成了 DTMB 解调芯片的 MPW 流片,主要性能与国内最好产品的指标相当,一 些指标国内领先,当前正在完成国家重大专项数字电视 SoC 设计和产业化项目。清华大学 同时也是工信部确定的《数字电视接收机 UTI 机卡分离接口技术规范》和《数字电视接收 机 UTI 机卡分离接口测试规范》两项标准的牵头研发单位。在电视机产业面临升级换代的 关键时刻,我们愿意充分发挥自己的技术优势,与合作伙伴一道,以国家重点支持的高端数 字电视芯片 SoC 设计为契机,开发出低成本、高可靠性和有市场竞争力的芯片,为当地电 子信息产业的发展尽微薄之力。
清华大学 2021-04-11
人工智能语音识别芯片转让
人工智能物联网时代要求语音交互有非常好的体验感,室内环境下,当距离超过两米后,通过墙壁的反射造成的混响、音响设备的回声及其他环境噪声对语音识别带来了极大的影响,因此基于麦阵的声音采集与处理模块成为物联网时代的最佳人机交互采集模块。目前成熟的麦克风阵列语音信号采集与前端处理模块尚未出现,市面上仅有少数国外厂家如科胜讯提供双麦降噪芯片。同时,语音识别应用还需要配合降噪处理,目前的方案全部采用分离设计,一颗降噪芯片+一颗语音识别芯片。近年来随着大数据挖掘,基于人工智能神经网络的深度学习开始在语音识别领域进行推广运用,相对于传统的GMM模型,识别率得到了很大的提升。然而神经网络计算量非常巨大,需要采用GPU或CPU阵列的方式来进行运算,并且需要外加语音阵列降噪模块,其方案成本高,体积和功耗大。因此市场上对一款同时支持远场语音麦阵降噪和神经网络识别,具备高性价比的单芯片需求极大,具有巨大的市场前景和竞争力。
电子科技大学 2021-04-10
锂电池组监控芯片
本项目中的锂电池组监控芯片是用锂电池供电的产品中不可或缺的芯片,能够完成电池组中单体电池的电压监控、温度监控和电量均衡等功能。该芯片包括一个12位ADC、高精度的电压基准、高压多路选择器和与片外CPU通信的接口。芯片最多可以管理12节锂电池串联而成的电池系统。电压测量精度为1mV、12节电池的测量时间小于20ms,测量时的功耗小于1mA,待机功耗小于50uA。芯片还提供串行电流通信模式,可以实现多个芯片的串联通信,从而可用多个芯片完成数百伏电池组的管理。该芯片可用在以下产品的电池管理系统中:电动或混合动力汽车、便携式高压设备、备用电池系统、电动自行车或摩托车等。欢迎以上领域的终端产品或模块产品企业与项目组合作,推广该芯片及其设计技术。
西安交通大学 2021-04-10
一种芯片拾放装置
本发明提供了一种芯片拾放装置,包括芯片吸附组件、凸轮传 动组件、Z 向驱动组件、气隙轴承、气缓冲组件和 W 旋转驱动组件; 凸轮传动组件包括相接的凸轮杆和凸轮,凸轮杆的上端连接 Z 向驱动 组件,用于带动固定在凸轮内部的芯片吸附组件沿 Z 轴上下移动;气 缓冲组件安装于凸轮内部,用于吸收芯片吸附组件受到的冲击力;W 旋转驱动组件连接于芯片吸附组件的侧面,用于驱动芯片吸附组件沿 W 向旋转运动;气隙轴承位于芯片吸附组件的外部且套放于气缓冲组 件的下端,通过向气隙轴承的内、外圈间导入气体使得轴承内圈为悬
华中科技大学 2021-01-12
光子微球生物芯片技术
本技术利用光子晶体微球的颜色对待测生物分子进行编码,一种颜色的微球可以检测一种分子,与微孔板或者微流控芯片相结合,通过自动化的流体控制和光学检测完成样品中多个组分的同时检测,获得2011教育部自然科学一等奖和2014瑞士国际发明展特别金奖,同时获专利授权10余项。本技术成果包括了光子微球、微流控芯片和自动化芯片分析检测仪三部分,可以用于肿瘤、感染性疾病(HIV、SARS、肝炎、禽流感等)、心血管疾病(高血压、心脏病)检测等。希望合作研发和生产,投资规模在200万人民币左右。
东南大学 2021-04-13
大功率芯片液体冷却装置
项目简介 本发明属于一种液体冷却装置,用于对大功率芯片或组件的散热。 有益效果是:本发明设计极大地避免了漏水的可能性及其带来的严重后果,并且采 用冷热交互的微管排列,避免了微管在芯片进口处和出口处部分的液体温差,使芯片表 面受热均匀,散热箱采用导热性好,质量轻,容易加工且成本较低的金属铝材制作,散 热箱底部是平行排列的散热薄片,这样从吸热盒流进的循环液通过散热箱后即可冷却, 达到优良的散热效果。 性能指标 (1)性能指标:可依据大功率芯片要求按本发明设计实现。 适用范围、市场前景 适
江苏大学 2021-04-14
寒武纪深度学习智能芯片
研发阶段/n主要研究设计可扩展至1024 核的众核智能处理器架构。研究面向智能处理的 存储一致性模型;研究异构智能处理器的非对称片上网络;研究超大规模智能任务 的核间分割;研究多智能处理任务的动态调度;研究众核智能处理器的层次化物理 设计;研究存算一体化的众核智能芯片结构;研究智能处理器芯片的异构并行;研 究多智能芯片的高速片间互联。到2020年,以实现人工神经网络智能计算速度和能 效的指数性增长为目标,取得超大规模人工神经网络芯片架构、智能芯片指令集、 新型智能编程语言及编译器、自主智能算法等方面
中国科学院大学 2021-01-12
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