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国产pcie switch 8748+飞腾/龙芯/昇腾高速存储方案设计

方案概述

本设计以国微PCIe Switch 8748为核心交换芯片,通过多端口PCIe 4.0/5.0通道连接飞腾ARM架构处理器、龙芯LoongArch处理器及昇腾AI加速卡,构建支持NVMe协议的高速存储集群,目标实现6.5GB/s以上的可持续带宽。

硬件架构

  1. 处理器选型

    • 飞腾S2500服务器芯片(16nm工艺,64核ARMv8)负责存储控制逻辑

    • 龙芯3C6000系列(对标至强6338)处理文件系统及RAID0驱动

    • 昇腾910B NPU加速数据压缩/加密算法

  2. 互连拓扑

    • 8748 Switch提供24通道PCIe 4.0,支持非透明桥(NTB)模式实现多主机并行访问

    • 通过MRCD芯片管理DDR4内存池,降低CPU直连存储延迟

  3. 存储介质

    • FPGA+NVMe IP核构建硬件加速存储栈,支持4K随机读写QoS保障

软件栈优化

  • 飞腾PKS安全体系实现存储指令加密与SBP数字签名

  • 龙芯内核定制EXT4文件系统,配合零拷贝技术减少数据传输开销

  • 智能网卡卸载virtio-blk协议,释放CPU算力

性能验证

在Zynq平台实测中,该架构下8盘RAID0顺序读写达6.2GB/s,4K随机IOPS超1M。

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