Intel® QAT加速卡之Ring & Ring Bank

1. QAT的应用模式

Intel 通讯系列芯片对于每种受支持的加速服务（加密，数据压缩），都支持以下应用模式：

• 内核模式，其中应用程序和加速服务都在内核中运行空间。
• 用户空间直接访问在用户空间中运行的加速服务。 在此模型中，应用程序和加速服务都在用户空间中运行，并且还可以从用户空间执行对硬件的访问。
  

上图中的Intel QuickAssist Technology API与操作系统无关，并且在内核或用户空间中具有相同的功能签名。 SAL组件也与操作系统无关，可以编译为用户空间库或内核空间模块。 SAL将OSAL用于所有OS服务，并且已经为Linux用户空间和内核空间实现了OSAL版本。

在Linux操作系统中，同时实现了用户态加速驱动和内核态加速驱动。

2. 硬件辅助环(Ring)

硬件辅助环作为一种通信机制，在CPU和加速器之间传输请求。 硬件加速器支持512个环，每个环都有头和尾配置状态寄存器（CSR）指针，这些指针映射到CPU上的PCIe 内存中。这些环可以配置成以下两种模式：

• 请求环，其中CPU是生产者，加速器是消费者。
• 响应环，其中加速器是生产者，而CPU是消耗者。
  

这些环的默认大小均为512个条目（请求环和响应环）。 在任一个环上，可以将CPU作为生产者或消费者，但同一个环上CPU不能同时作为生产者和生产者。 这是为了避免多个生产者可能引发静态的问题。

多个环（Rings）可以构成一个环组（Ring Bank），每个环组（Ring Bank）包含16个环（Rings）；每一个加速器包含32个环组（Ring Bank）。此外每一个环组（Ring Bank）都有一个中断号，可以直接递送到特定的CPU核上。每个英特尔通信芯片组8925至8955系列设备有32个环组（Ring Bank），每个环组（Ring Bank）最多两个加密实例和两个压缩实例。 这将每个设备的最大实例数限制为用于加密的64个实例和用于压缩的64个实例。


对于每个环组（Ring Bank），当相应环上的数据可用时，硬件可以产生相应的中断。英特尔QuickAssist Accelerator支持MSI-X中断，如果操作系统支持MSI-X中断，则响应可以定向到系统上的任何内核。 这允许响应处理实现再系统多个核之间的负载均衡。QAT加速器会共享设备上所有的环，并可以通过硬件来实现环的负载均衡。