前不久，一个客户带着头盔去买房的新闻上了热搜。经过媒体的深扒发现，这一夸张之举背后的原因倒不是客户怕露富或者有其他什么难言之隐，而是因为精明的开发商会在不知不觉中通过人工智能(AI)采集客户人脸数据，并以此为依据判定佣金在各个销售渠道中的归属;同时此举也彻底封死了客户希望在不同销售渠道中货比三家的想法——因为只要是你之前“露过脸”，系统就会得知此前其他渠道商给你的报价，这时你再想砍一分钱都没有可能。为了避免自己的“脸”被开发商“偷走”并用来对付自己，客户才不得以用这种最原始的方法来对抗AI。 这个案例唤醒了人们对于使用日趋广泛的人脸识别等AI应用的担心，由此也开始在心中盘算，当我们在享受AI带来的新体验的同时，可能付出的安全代价。 AI的安全问题 实际上，上面这个案例只是AI安全一个层面上的问题，如果仔细划分，会发现今天的AI至少面临三个层面的挑战： 第一个层面，是AI技术本身内在的安全风险。要知道，AI所依赖的机器学习实际上是将传统上我们所依赖的正常的逻辑变成“黑箱操作”，我们只知道决策输出的结果，而对于神经网络内在工作的逻辑并不是完全掌握，这是AI与传统上的“自动控制”最大的区别。如果在这个过程中，机器学习的数据被污染，就会影响样本和判断的准确性;机器学习模型自身存在的缺陷，会带来更加隐蔽的安全问题。也就是说，比起传统的信息安全问题，AI内在的安全问题更难于发现和及时应对。 第二个层面，是AI技术被恶意使用的问题。历史的经验告诉我们，黑客总是会跟随最新技术，甚至有时候还会引领最新技术。AI的出现，无疑给黑客提供了新的进攻武器，他们可以使用机器学习进行海量数据分析，对于攻击目标的安全策略和方法进行揣摩，并找到突破口。要知道，安全领域的困境就在于：防御者必须预测并阻断进攻者可能使用的一万种攻击手段，而进攻者只需要利用防御者的一个漏洞就可以完成入侵，达到目的。因此在全球数字化转型快速推进之时，随着AI技术的发展，信息安全风险比以往任何时候都要高。 第三个层面，是AI应用中存在的隐私泄露、数据滥用等问题。文章开头所提到的例子，就属于这个范畴。而且在AI与物联网叠加催生出“人工智能物联网(AIoT)”之后，这种风险性传播的速度会更快，影响的范围会更广，防范难度自然也会更大。 应对AI安全挑战 如此看来，AI的安全问题着实难解。不过再难，也需要拧紧“安全阀”，这是一个必须要解决的问题。 缺少工具可能是在求解AI难题时，最大的困惑。全球知名的白帽黑客Kevin Mitnick就曾经表示，现在还没有真正符合AI核心技术的工具或产品出现，他自己对于AI产品进行安全分析评估的经验也是不足的。 不过，就像AI可以被黑客用来作为攻击的手段一样，AI强大的能力，本身也可以作为一种安全工具被加以利用。今天的网络安全厂商正在引入AI技术，去解决传统防御方案解决不了的新威胁，提高原有检测方案的检测精度，进行更高效自动化数据分类，实现更快的威胁响应处置。也就是说，AI不仅可以被用于对抗已有的攻击，也可去感知和预测未来可能发生的安全威胁，这就使得安全防御变得更加积极。 根据中国信通院发布的《中国网络安全产业白皮书(2019 年)》，在网络安全领域，AI技术正在发力的地方包括(但不限于)以下这些方面： · 在异常流量检测方面，AI为加密流量分析提供新方案。 · 在恶意软件防御方面，针对特定场景的AI应用取得积极进展。 · 在异常行为分析方面，AI可成为模式识别的有效补充。 · 在敏感数据保护方面，AI助力数据识别和保护能力提升。 · 在安全运营管理方面，基于AI的安全编排与自动化响应(SORA)逐渐兴起。 有了AI作为安全防御的利器，人们的下一步就是要去探索一个体系化的安全解决方案。比如，为了应对AI模型各个环节可能存在的安全风险，并给出相应的防御建议，腾讯就发布了一个“AI安全攻击矩阵”。 这个AI安全攻防矩阵的意义在于：它可以覆盖从AI模型开发前的环境搭建，到模型的训练部署，以及后期的使用维护的整个AI产品生命周期，尽可能列举出在这个过程中可能遇到的所有安全问题，并给出相应的应对策略。这样一来，对照这个“矩阵”，开发者就可以根据AI部署运营的基本情况，排查可能存在的安全问题，并根据推荐的防御建议布防，降低已知的安全风险。虽然这样的探索，目前来看只是一个起步，但也算是一个不错的开端。 当然，由于AI对于人类社会的触动是多方面、深层次的，所以AI安全策略也不能仅仅停留在技术层面。具体来讲，在技术之外，我们至少在两个方面必须有所行动： · 一是从法律角度构筑安全防线，通过立法明确AI安全的“红线”，让黑客及AI滥用者付出应有的代价; · 二是建立行业公认的行为准则，通过行业自律等方式，覆盖那些由于法律滞后于技术发展可能出现的灰色地带，给用户安全以最大化的保障，这也是为AI长足发展营造一个更健康的生态。 在文章的最后，分享一组数据：根据IDC的研究数据，2019年全球网络安全支出较2018增长了近9.4%，达到1066.3亿美元;然而与此同时，有机构预测同期网络犯罪的总成本可能超过2万亿美元，也就是说网络犯罪活动的成本是安全支出的20倍左右。 这就是人们所面临的安全环境，而且AI的出现会让这种环境更为复杂。而在安全的问题上，决不能妥协，因为关键之处一旦失守，可不是丢一张“脸”的数据那么简单了。这种让人细思极恐的压力，也正是业界进步的动力所在。

【2021年1月22日，德国慕尼黑讯】近日，英飞凌科技股份公司总部“Am Campeon”正在着手更换员工ID卡，全新的ID卡将高度安全的办公楼门禁技术与灵活的非接触式万事达卡支付功能相结合，可谓全球首创。为了直接在智能卡中整合支付技术，英飞凌与万事达卡、PayCenter GmbH以及petaFuel GmbH展开合作，并负责管理和发行员工ID卡。该卡又称作“Campeon Card”，其采用的创新理念同样适用于其他公司进行使用。 “很早以前，英飞凌就通过为总部打造园区式建筑，在现代化和创造性工作环境方面树立标准。全新的员工ID卡是我们在此道路上迈出的新的一步，”英飞凌安全互联系统事业部总裁Thomas Rosteck表示，“非接触式技术既方便又卫生，在当前的疫情防控时刻，对保护我们的身体健康具有前所未有的重要性。不仅如此，从长远的角度来看，这种集多功能于卡的非接触式智能楼宇解决方案也变得越来越重要。” 持有Campeon Card的员工可以出入公司大楼和工作场所、进行无现金支付以及利用NFC传输数字名片。为此，首张具有万事达卡支付功能及符合EMV*国际化标准的员工ID卡问世。该卡不仅可以在咖啡机或公司餐厅使用，还可以在公司经营场所以外、全球总计7000万个万事达卡受理点使用。不仅如此，访客还可通过站点的EMV基础设施使用其私人银行卡。 万事达卡德国和瑞士分部总裁Peter Bakenecker表示：“我很高兴我们通过合作，成功将多种功能集合在一张卡上。对员工而言，这既实用又方便。开放式支付系统的一大优势在于，员工还可以使用该卡在日常生活中进行支付。而且他们还能通过VIMpay app，轻松便捷地对卡片进行充值。” 英飞凌SECORA™支付解决方案是这个多功能员工ID卡的核心。它可以根据EMV标准高效快捷地生产经过认证的支付卡。另外，集成在芯片中的CIPURSE™功能允许安全访问公司大楼。除了对安全性要求十分苛刻的门禁解决方案外，CIPURSE还可使用于大量新兴交通和智慧城市系统。 万事达卡支付功能的整合工作由支付服务提供商petaFuel负责。得益于此，员工可使用手机支付app VIMpay，以数字化方式将其银行帐户与公司卡相关联，可通过电脑或手机直接充值。它同样支持在手机进行移动支付。这样一来，公司便无需在经营场所专门设置充值终端。另外，VIMpay app还提供所有交易和即时支出明细。 “通过与英飞凌和万事达卡展开合作，我们开发出了支持非接触式支付的创新型多功能公司卡，”petaFuel首席技术官Ludwig Adam表示，“通过将万事达卡与现有基础设施相关联，我们的移动支付app VIMpay就可为所有公司和公共机构提供一个理想平台，来推广具有支付功能的个人智能卡，同时帮助他们实现楼宇基础设施现代化。” *EMV®芯片的规格定义了基于芯片的支付解决方案和读取器的全球有效要求。它们支持接触式和非接触式应用，同时还支持新支付技术的使用。

随着技术的发展,现在的路灯都大采用太阳能光电来转换了,这样就可以达到节能,安全,方便的效果。而且里面装有太阳能路灯控制器,可以通过微处理器控制和显示的智能充放电控制器,采用高质量、低损耗、寿命长的元器件,保证其性能可靠,从而使太阳能路灯系统能长久的正常工作,减少系统的维护成本。那么太阳能路灯控制器有什么作用呢？接下来，世纪 阳光照明小编就为大家介绍下。 1、控制作用 太阳能路灯控制器基本的作用当然是有控制作用,当太阳板照射到太阳能的时候,太阳能板就会给蓄电池充电,这个时候控制器就会自动检测到充电电压,从而给太阳能灯具输出电压,这样才会使太阳能路灯发亮。 2、稳压作用 当太阳能照射到太阳能板的时候,太阳能板就会给蓄电池充电,这个时候它的电压是十分不稳定的。如果是直接进行充电,那就有可能减少蓄电池的使用寿命,甚至可能对蓄电池造成损坏。 控制器在其中就有稳压作用,可以对输入蓄电池的电压进行恒压限流,当蓄电池电量充满电时,可以对一小部分的电流充电,或者是不充电。 太阳能路灯的控制器还有升压作用,也就是在控制器检测不到电压输出的时候,太阳能路灯控制器控制距输出端输出电压,如果蓄电池的电压是24V,但是达到正常亮灯需要36V,那控制器就会提升电压,让蓄电池达到能够亮灯的水平。这个功能是必须要通过太阳能路灯控制器才能够实现 LED灯的亮灯。 免责声明：本文内容由21ic获得授权后发布，版权归原作者所有，本平台仅提供信息存储服务。文章仅代表作者个人观点，不代表本平台立场，如有问题，请联系我们，谢谢！

3月31日下午，华为在深圳举办了发布会，并公布了2020年度业绩情况。其中，一些数据引来了诸多网友的关注。 财报显示，受到疫情和制裁的双重影响，华为2020年业绩增长速度放缓，但基本实现了经营预期。其中，销售收入8914亿元，同比增长3.8%；净利润646亿元，同比增长3.2%。  而更难得的是，华为2020年研发投入再创新高，达到1419亿元，占全年收入的15.9%。至此，近十年累计投入的研发费用超7200亿元。 与此同时，华为从事研发人员数量也创新高，约有10.5万名，占公司总人数的53.4%。 在巨大的研发投入下，华为仍是全球最大的专利持有企业之一。截至2020年底，全球共持有有效授权专利超10万件，超90%的专利均为发明专利。 目前，华为约有19.7万员工，业务遍及170多个国家和地区，服务全球30多亿人口，而其2020年发放工资、薪金及其他福利方面的费用为1391亿元。 简单平均一下，相较于去年略有涨薪，月薪平均5.88万元。 除了基本的薪酬，华为的员工持股计划亦值得关注。

2021年4月1日-专注于引入新品推动行业创新的电子元器件分销商贸泽电子 (Mouser Electronics) 宣布参加4月14-16日举办的2021慕尼黑上海电子展(展位号：N1馆1546)。届时，贸泽电子将携手国际知名厂商Analog Devices, DFRobot, Espressif Systems, Intel, Maxim Integrated, Microchip, ON Semiconductor, Seeed, Sensirion, Silicon Labs带来全球热门开发板产品，覆盖物联网、无线通信、蓝牙、边缘计算等多个领域，带观众领略前沿科技应用。 为了让广大工程师及业内人士进一步了解行业新技术和研发新品，贸泽电子将在此次展会上为大家带来国际原厂的最新开发板和解决方案，现场还将设计丰富的互动活动和奖品，届时欢迎广大工程师、电子爱好者、学生创客及采购们前来贸泽展位，在轻松的氛围中共同探讨技术话题，深入对智能制造的了解，并有机会赢取原厂最新开发板和定制礼品。 贸泽电子亚太区市场及商务拓展副总裁田吉平女士表示：“在工业互联网、大数据、人工智能等新技术的赋能下，制造业进入到智能化生产的阶段，推动各行业的生产效率，带来安全、经济、智慧等多方 面的提升。今年的慕尼黑上海电子展包含了5G、数字能源、智能网联汽车及测试、智慧生活等主题内容，为电子行业提供了重要的展出和交流机会。贸泽电子作为全球电子元器件分销商，我们希望在展会中能够聆听客户的更多需求，帮助大家更好地理解产业现状、技术趋势以及核心产品的设计与应用。” 一直以来，贸泽以自身不断优化的一站式平台Mouser.cn，向广大的电子爱好者们提供有关新产品、新应用和解决方案的全套信息，让用户能更轻松地找到重要的数据和应用信息，加速产品设计。同时，贸泽电子通过持续化地扩充仓储来增加产品库存，采用先进的自动化技术加快订单出货，将产品快速送达至客户。

Arm架构在如今的电子行业中可以说是无处不在。自1990年Arm公司正式成立Armv4架构到2011年Armv8架构，短短21年架构经过了5次重大升级。而Armv8意味着Arm正是从AArch32迈进AArch64，凭借强大的实力在过去的五年基于Arm架构的设备出货量超过了1000亿。 十年转瞬，Armv9架构终于露出庐山真面目，适用于Arm全系列芯片的Armv9架构，这次的升级瞄准的则是日益强大的安全、人工智能（AI）和无处不在的专用处理的需求。实际上，Armv9架构的推出也与正预示着行业的发展方向。凭借新架构，Arm提出了3000亿的目标。 Armv9的三个技术特性 根据Arm高级副总裁、首席架构师兼技术院士Richard Grisenthwaite的介绍，Armv9架构是基于Armv8既往成功的基础，并增添了针对矢量处理的DSP、机器学习ML、安全等这三个技术特性。 Armv8之所以“统治”市场十年之久，最大的升级点便是引入了64架构，即AArch64，这也是Arm版本升级最大的一次改变。除此之外，AArch64摒弃了此前的处理器模式、优先级级别等传统概念，提出了EL（Exception level），并在兼容设计上定义了两套运行环境ES（Execution state）。这些也都被Armv9所继承，可以说Armv9是集大成者，将Arm三十多年的核心完美继承下来。 矢量处理的DSP、机器学习ML处理能力提升要归功于可伸缩矢量扩展（SVE2）和矩阵乘法指令的引入。相比SVE的128位矢量，SVE2可以支持多倍128位运算，最多2048位，因此才有如此魔力可以增强对在CPU上本地运行的5G系统、虚拟和增强现实以及ML工作负载的处理能力。 根据Richard Grisenthwaite的介绍，SVE2增强多项DSP和机器学习ML处理能力，例如Scatter-Gather DMA直接存储器访问，把它放到CPU架构中，能实现更多的循环，更大的DSP处理能力，从而支持更多的并行化。 安全能力提升则主要是通过Arm推出的全新的机密计算架构CCA（Confidential Compute Architecture）实现，根据介绍CCA通过打造基于硬件的安全运行环境来执行计算，保护部分代码和数据，免于被存取或修改，甚至不受特权软件的影响。同时还将基于此前的TrustZone安全技术引入动态创建机密领域(Realms)的概念，机密领域面向所有应用，运行在独立于安全或非安全环境之外的环境中，以实现保护数据安全的目的。 Armv9在算力上的提升 提到架构的升级，就离不开算力这一个话题，Armv9架构能够为Arm后两代产品提供30%的性能提升。根据介绍，以智能手机等移动平台使用的Cortex-X/A系列为例，X1/A78这一代的性能相比16nm A72提升2.5倍，下一代的Matterhorn架构及Makalu架构会保持30%以上的IPC性能提升。 除了CPU性能以外，Armv9还非常重视整体的性能提升，包括降低内存延迟（从150ns降至90ns）、频率提升（从2.6GHz到3.3GHz）内存带宽（从20GB/s到60GB/s）、缓存等。 Richard Grisenthwaite强调，Arm在新一代架构Armv9上将保持这个速度，预计未来两代移动和基础设施CPU的性能提升将超过30%。，这个数据是根据业界标准评测工具来衡量的，而且这样30%的算力提升完全是凭借于本身的架构而不是借助于制程工艺来实现。 另外，随着摩尔定律正在放缓，如何进一步提升算力呢？他认为，Arm将通过最大化地提升频率、带宽、缓存大小、并减少内存延迟，以最大化CPU性能。 除了CPU，Arm还表示Mali GPU会增加更多高级功能，例如VRS可变帧率渲染、RT光线追踪及其他高级渲染技术等。 由Armv9引发的市场竞争力 实际上，在去年Arm发布Arm® Cortex®-M55处理器和Arm Ethos™-U55神经网络处理器(NPU)两款重磅“性能炸弹”时，就已开始蓄力发展人工智能（AI）。Cortex-M55是Arm历来AI能力最为强大的Cortex-M处理器，能够大幅提升DSP与ML的性能，同时更省电。 反观行业趋势，应用开始要求提供更高的数字信号处理（DSP）性能，实时算法的复杂程度增加和浮点算法趋势下，DSP核或硬件加速单元越来越多被部署内嵌在器件之中。DSP一直影响着下一代产品创新，这是因为许多算法在字长和动态范围有着很高的要求，DSP可免去定点到浮点的转化工作加速产品上市，另外DSP浮点计算成本越来越接近定点计算。正因如此，便形成了Arm+DSP内核的黄金搭档。 另外，行业也正在将越来越多的机器学习工作负载变得更加普遍，虽然机器学习有着许多专用的加速器，不过相比来说大量的小范围机器学习的主力仍然是CPU，因此矩阵乘法指令成为关键。 在安全性能上，Arm曾在此前进行了多维度的功能增强，包括PSA认证、TrustZone等。目前PSA认证已经有有超过35个合作伙伴提供的60多种认证产品，而新推出的CCA则也将基于TrustZone提供更加安全的架构。 从Armv9着眼的点来看，行业正逐渐对算力功耗平衡性和安全性能要求提高。Arm架构可用在物联网的大部分设备之上，因此对这两项要求更加吃紧。大数据时代爆炸量的信息增长下，一方面将计算分成了多个维度，另一方面将会对数据安全提出更高的要求。 根据Arm的介绍，搭载ARMv9处理器的芯片最快在2021年年底就会面世，物联网发展日趋成熟，这个时间点恰好提升竞争力的好时机。市场或将拥有追求极致计算性能的高端产品、超低功耗的省电高手、主打安全可靠的产品。而Armv9经过架构的更新，能够从底层和非制程方向进行大改革，相信能为市场带来新的竞争力。 而在广为受关注的国内授权问题上，Arm强调：“Arm既有源于美国的IP，也有非源于美国的IP。经过全面的审查，Arm确定其Armv9架构不受美国出口管理条例(EAR)的约束。已将此通知美国政府相关部门，我们将继续遵守美国商务部针对华为及其附属公司海思的指导方针。

2021 年 4 月 1 日，日本东京讯 – 全球半导体解决方案供应商瑞萨电子集团今日宣布，推出两款系统级封装(SiP)解决方案，扩展电机控制解决方案组合，并简化无刷直流(BLDC)电机控制设计，适用于各类无线电池供电应用系统，如电动工具、无人机、水泵、吸尘器、扫地机器人、风扇等。与同类解决方案相比，全新RAJ306001和RAJ306010电机驱动IC将多种功能整合至同一SiP解决方案，实现更好的低速或高速旋转与高扭矩控制，同时最大限度减少占板面积并降低成本，从而为简单、高效且安全的BLDC电机控制提供交钥匙解决方案。 RAJ306001和RAJ306010是单封装电机控制IC，可控制广泛应用于各类电池供电设备中的三相BLDC电机。全新IC将RL78/G1F微控制器(MCU)和前置驱动器集成至8mm x 8mm QFN封装中。高度集成的SiP可为客户精减30多个外部元件，使解决方案面积缩小50%，降低控制系统成本。 考虑到热量管理，全新IC具备自校准死区时间(SADT)以防止直通击穿，提供可调节前置驱动器输出电流容量(高达500mA)以驱动大容量MOSFET，从而使散热设计更简单。这使得IC可在最佳开关时序驱动MOSFET——与传统系统相比，将FET开关裕量时间缩短至约1/10，减少发热，从而实现高效电机驱动控制。 瑞萨电子工业及通信事业部通信与电机控制业务副总裁Chris Stephens表示：“无线设备为用户提供诸多便利，随着电机设备的普及，电动工具逐渐摆脱线缆束缚，在充分考虑尺寸和成本限制的同时，对能够提供更高输出水平、长期运行且高安全性的电机控制解决方案提出更大需求。与有刷直流电机相比，BLDC电机更小、更轻、更可靠、寿命更长，是应对以上挑战的有效解决方案。我们很高兴推出全新无传感器电机控制IC，它以更小的封装囊括了客户对增强控制功能、高精度和高效率水平等诸多需求。” 瑞萨全新电机控制IC技术已被电机、吸尘器电机、鼓风机及组件的全球供应商Domel集成至其无线吸尘器系统中。 Domel总裁兼CEO Peter Korošec表示：“通过将Domel与瑞萨的技术相融合，我们能够为客户构建完整、具有竞争力和创新的解决方案。与瑞萨携手合作，使我们能为客户提供高性能、高质量和高可靠性的完整吸尘器电机系统。例如我们的首个合作项目——采用Domel新型BLDC吸尘器电机和瑞萨电机驱动及电池管理解决方案的无线吸尘器，具备超过300W的空气动力性能，在两次充电之间可全速运行一个小时。” RAJ306001或RAJ306010 IC可与瑞萨模拟和电源产品结合使用，以开发适用于各类电机控制应用的全面解决方案。多款“成功产品组合”展示新型电机控制IC的独特功能及瑞萨产品阵容的广度和深度，例如24V无线搅拌器和便携式电动工具等应用。采用RAJ306001和RAJ306010的成功产品组合，将帮助客户在对这些应用至关重要的成本和尺寸方面进一步优化解决方案。 RAJ306001和RAJ306010电机控制IC的关键特性 · 瑞萨MCU和前置驱动器集成在单个8mm x 8mm QFN封装中，包括电荷泵、线性稳压器、电流检测、可编程压摆率控制和BEMF检测电路，可实现无传感器操作 · 高度集成优化电路板尺寸并降低控制系统BOM成本 · 支持6-30V(RAJ306001)和6-42V(RAJ306010)电压工作范围 · SADT发生器可使MOSFET在较低温度下保持高效率运行 · 无传感器电机控制可实现从低速到高速旋转的稳定运行，并可免除使用霍尔IC · 集成安全功能，包括IEC 60730安全标准支持，可检测错误并在发生错误时停止电机运行 全新瑞萨解决方案入门工具套件(RSSK)可供开发人员使用RAJ306010 IC开发电机控制解决方案。全新且易用的RSSK具有完整的评估环境，其中包括开发板、电机和参考固件，提供简便的电机控制调试，使客户可立即开始评估电机控制设计，执行实时分析和调试，以加快开发进度。 RAJ306001和RAJ306010电机控制IC和RAJ306010 RSSK现可从瑞萨全球经销商处购买。

宾夕法尼亚、MALVERN — 2021年3月31日 — 日前，Vishay Intertechnology, Inc.推出10款新型第五代FRED Pt® 600 V Hyperfast和Ultrafast整流器。这些Vishay新款15 A、30 A、60 A和75 A整流器具有出色反向恢复性能，提高AC/DC和DC/DC转换器以及软硬开关或谐振电路的效率。 日前发布的整流器反向恢复损耗比紧随其后的竞品器件低30 %，比前代FRED Pt解决方案低48 %，同时导通和开关损耗低，从而提高电动 / 混合动力汽车(EV / HEV)电池充电站高速LLC输出整流端，以及UPS应用高频级轻载和满载效率。 整流器采用TO-220AC和TO-247AD封装，X型为Hyperfast超高速恢复整流器，H型为Ultrafast超快恢复整流器。X型整流器的优点是QRR低，H型整流器的优点是正向压降低。器件符合RoHS标准，无卤素，工作结温达到+175 °C。 器件规格表： 1IF = 额定电流，TJ = 125 °C 2TJ = 125 °C, IF =额定电流A, VR = 400 V, dIF/dt = 1000 A/μs 3TJ= 25 °C IF = 1 A dIF/dt = 100 A/μs, VR = 30 V 新型FRED Pt整流器现可提供样品并已实现量产，供货周期为12周。

在过去十几年中，CPU的性能提升了100倍以上，而传统的HDD硬盘(Hard Disk Drive)才提升了1.5倍不到，这种不均衡的计算存储技术发展，极大地影响了IT系统整体性能的提升。直到固态硬盘SSD(Solid State Drive)被发明出来，其性能有了颠覆性的提升，才解决了存储的瓶颈问题。然而，SSD作为一项新技术，仍然存在一些固有的缺陷，如何充分发挥SSD的优势，是一个值得研究的方向。下面从性能、持久性、使用成本等方面对此话题做一些探讨。 一、如何充分发挥出SSD的性能 首先，我们来看看传统HDD的使用方式： 1. 协议一般都采用SAS、SATA接口; 2. Linux的IO调度需要用电梯算法来对IO进行重排以优化磁头的路径; 3. 企业级存储通常使用Raid卡做数据保护。 在接口协议方面，随着SSD的发明，NVMe协议应运而生。相较于SAS、SATA的单队列机制，NVMe最多可以有65535个队列，并且直接采用PCIe接口，消除了链路和协议瓶颈。 在控制卡生态方面，各大厂商也纷纷推出自己的NVMe控制卡芯片，有PMC(现属于Microchip)、LSI、Marvel、Intel、慧荣以及国内的得瑞等，技术也已经非常成熟。 在Linux 驱动和IO协议栈方面，也做了相应的优化，如下图所示，NVMe驱动可以直接绕过那些传统的、专为HDD设计的调度层，大大缩短了处理路径。 到目前为止，为了充分发挥SSD的性能，上面提到的三个传统HDD的问题中前两个已经得到了解决，然而在企业级市场上，基于NVMe的Raid始终没有太好的方案。传统企业最广泛使用的Raid5/Raid6数据保护机制(N+1, N+2)，通常是把数据条带化分片，然后计算出冗余的Parity Code(奇偶校验码)，将数据存放到多块硬盘，写入新数据通常是一种“读改写”的机制。这种机制本身就成为了性能瓶颈，并且“读改写”对SSD的使用寿命有很大的损耗。另外，因为NVMe协议把控制卡放到了NVMe盘的内部，IO都由NVMe盘内部的DMA模块来完成，这就给基于NVMe的Raid卡设计带来了更大的困难。目前市场上这类Raid控制卡可用方案也很少，并且性能上也无法发挥出NVMe的优势，因此没能被广泛使用。 基于目前这种状况，很多企业级存储方案仍然在使用SAS/SATA的SSD加传统的Raid卡，这种方式又会出现前面已经解决的两个问题，SSD的性能得不到充分发挥。 然而，这样的情况也在发生改变，由Lightbits Labs发明的NVMe over TCP(NVMe/TCP)存储集群解决方案就对这个问题做了很好的处理。该解决方案通过自主研发的一块数据加速卡，采用Erasure Code(纠删码)机制可以做到超过1M IOPS的随机写性能，并且可以避免“读改写”带来的使用寿命损耗。另外，Lightbits提出了Elastic Raid机制，该机制提供弹性的N+1保护(类似于Raid5)，相较于传统的Raid5需要热备盘或者需要及时替换损坏盘，该机制在一块硬盘发生损坏之后能自动平衡形成新的保护。比如一个节点内原先有10块盘，采用9+1的保护，当某块盘损坏后，系统会自动切换成8+1的保护状态，并且把原先的数据再平衡到新的保护状态，从而在可维护和数据安全性方面实现了大幅提升。此外，该数据加速卡还能做到100Gb的线速压缩，显著提高了可用容量，进而能大幅降低系统使用成本。 二、如何提升NVMe盘的持久性 目前使用最广泛的SSD是基于NAND颗粒的，而NAND一个与生俱来的问题就是持久性(endurance)。并且随着技术的发展，NAND的密度也越来越高，最新一代已经到了QLC(4bits per Cell)，同时每个Cell可被擦写的次数也在减少(1K P/E Cycles)。发展趋势如下图所示。 另外，对NAND的使用有一个特点，就是可擦的最小单位比较大，如下图所示，写的时候可以4KB为单位往里面写，但是擦的时候(比如修改原有数据)却只能以256KB为颗粒来操作(不同的SSD大小不一样，但原理都一样)。这就容易形成空洞而触发SSD的GC(Garbage collection)数据搬移，进而导致所谓的写放大现象，对盘的持久性会产生进一步影响。 在企业级存储中，通常使用Raid5/6这种“读改写”的机制，会对盘的写操作数量进一步放大，一般使用场景下大约是直接写入方式的2倍损耗。此外，很多Raid5还会启动Journal机制，对盘的使用寿命会进一步损耗。 最后，对于最新的QLC来说，使用中还需要考虑另一个因素——Indirection Unit (IU)。比如有些QLC盘使用 16KB的IU，如果要写入较小的IO，也会触发内部“读改写”，对使用寿命又多一重损伤。 由此可以看出，基于NAND的SSD还是比较娇弱的。不过，只要能正确地使用，还是可以避免这些问题。比如以某常用的QLC盘为例，通过如下两组关于性能和持久性相关的参数可以看出，在持久性上顺序写是随机写的5倍，而性能更是26倍： · 顺序写 0.9 DWPD, 随机4K写0.18 DWPD; · 顺序写 1600 MB/s, 随机4K写15K IOPS(60MB/s)。 通过上面的分析发现，能把盘使用在一个最佳的工作状态至关重要。好消息是目前一些先进的解决方案，比如Lightbits的全NVMe集群存储解决方案就可以解决这个问题。该方案通过把随机IO变成顺序IO的方式，以及独有的Elastic Raid技术避免了Raid“读改写”的弊端，从而能大幅提高盘的持久性及随机性能。 由于SSD相对于HDD而言是一项新技术，再加上产业的生产规模和需求量的矛盾，目前价格相比HDD仍然偏高。那么如何降低SSD使用成本就变得非常重要。 降低使用成本最重要的一环就是要把SSD充分使用起来，无论是容量还是性能。不过就目前而言，大多数NVMe盘都是直接插在应用服务器上使用，而这种方式非常容易造成大量的容量和性能浪费，因为只有这台服务器上的应用才能使用它。根据调研发现，使用这种DAS(Direct Attached Storage，直连式存储)方式，SSD的利用率大概在15%-25%。 针对这个问题比较好的解决方法是近几年来市场上被广泛接受的“解耦合”架构。解耦合之后，把所有的NVMe盘变成一个大的存储资源池，应用服务器用多少就拿多少，只要控制总数量够用就行，可以非常容易地将利用率推到80%。另外，因为资源集中起来，可以有更多的手段和方法用于降低成本，比如压缩。例如，平均应用数据压缩比在2:1，就相当于多了一倍的可用容量，也相当于每GB价格降了一半。当然压缩本身也会带来一些问题，比如压缩本身比较费CPU，另外很多存储解决方案在开启压缩之后性能就会大大降低。 针对压缩方面的问题，Lightbits的NVMe/TCP集群存储解决方案可以通过存储加速卡来予以解决。该卡可以做到100Gb的线速压缩能力，并且不消耗CPU，不增加延迟。利用这样的解决方案，压缩功能几乎没有额外的成本。此外，正如前面在介绍提高持久性时所提到的，Lightbits解决方案能提高使用寿命并支持使用QLC盘，从整个使用周期来看，在使用成本方面也会有非常大的降低。总的来说，通过解耦合提高使用效率，压缩提高可用容量，优化提高使用寿命或启用QLC，经过这样的重重提升，SSD的使用成本可以得到极大的控制。 以上从性能、持久性、使用成本三个方面分析了如何用好SSD盘，可以看到要用好NVMe SSD盘还是不容易的。因此，对一般用户而言，选择一个好的存储解决方案就至关重要。为此，以色列创新公司Lightbits以充分发挥NVMe盘的最大价值为使命，发明了NVMe/TCP协议，并推出了新一代的全NVMe集群存储解决方案，可以帮助使用者轻松地将SSD盘用好。

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