PCIe Gen3和NVMe驱动分类静态数据存储速率

关于军事情报、监视和侦察 （ISR） 应用的一个简单但必不可少的事实是，支持它们所需的传感器带宽和计算能力不断增加。例如，今天，传感器开放系统架构（SOSA）联盟正在推动数据记录仪的行业发展，该数据记录仪可以支持100 Gb以太网和加密，以支持美国国防部（DoD）ISR路线图。

直到最近，部署的数据存储系统还基于串行 ATA （SATA） 总线接口，最高可达 3 Gb/s。按照这个速度，即使是具有RAID设计和多个加密器的用户也无法达到所需的带宽性能。好消息是，尽管SATA已经耗尽了最高性能ISR应用要求的燃料，但基于高速非易失性存储器高速（NVMe）协议的新一代数据存储系统的出现可以使传输/存储性能比早期基于SATA的解决方案提高近50%，使Type 1 NSA加密和数据存储达到以前无法实现的速度。

传统接口（如 SCSI、ATA 和 SATA）最初设计用于基于旋转介质的硬盘驱动器。如今，将 SATA 与更快的固态硬盘 （SSD） 内存结合使用会产生系统瓶颈。相比之下，NVMe内存被设计为与固态介质一起使用，并使数据能够以闪存本身的完整读/写速度存储。虽然前几代数据记录仪具有SATA接口，或者在存储之前将PCIe转换为SATA，但当今最先进的数据记录仪使用NVMe内存来减少延迟并提高带宽。

现在，得益于高速 Type 1 加密设计和使用 NVMe 消除存储接口瓶颈，系统设计人员可以在整个数据存储系统中实现更高的速率性能，从而为基于 SATA 的较慢的传统加密解决方案提供强大的替代方案。

最近，在2019年9月举行的美国空军主办的FACE ［未来机载能力环境］/SOSA博览会和技术交流会议上，Curtiss-Wright和L3Harris合作展示了基于高速PCIe Gen3通信和高性能NVMe存储技术的下一代分类静态数据战术数据存储系统的首次现场演示。演示系统自动监控射频频谱，以检测、隔离和分类ISR通信信号，从而安全地了解任务环境。生成的元数据经过加密并安全存储，允许进行后处理和进一步分析。

该演示系统采用L3Harris新的NSA Type-1认证就绪PCIe Gen3基于DataCrypt NVMe加密模块，该模块在Curtiss-Wright DSP模块上运行，每个数据通道的读/写吞吐量为10/17 Gbps（标称/最大）。每个加密设备都设计为支持两个数据通道，当它们一起使用时，可提供 34 Gbps 的聚合吞吐量。此外，可以集成多个聚合模块，以提供 100 Gbps 以太网速率。该演示系统安装在Elma的符合SOSA标准的E-Frame开发平台中，该平台专为C4ISR / EW模块化开放标准套件（CMOSS）而设计。它还具有基于AI的机器学习软件应用程序，该应用程序提供了前面描述的信号分类功能，以及符合CMOSS标准且与SOSA对齐的2 MHz至6 GHz相位相干数字化调谐器。

除了新的 Type 1 加密器模块外，演示还展示了为符合 SOSA 技术标准而开发的坚固耐用的开放式架构 OpenVPX 模块，包括支持安全的 DSP 引擎、基于英特尔 Coffee Lake 的单板计算机和以太网交换机。

硬数字：数据存储系统演示具有高达 34 Gbps 的总读写吞吐量、与主机和存储设备的本机 NVMe 驱动程序 （NVMe 1.2） 的互操作性、从未分类到绝密的机密级别的并发多级安全处理、NSA Type 1 认证就绪加密引擎、符合 VITA 42.0 XMC（74 x 149 毫米）的单宽 XMC 夹层卡， 以及标准 VITA 42.0 XMC 和 VITA 42.3 XMC PCI Express 协议层 （PCIe Gen3）。

该演示表明，ISR 系统设计人员可以开始过渡到 PCIe Gen3/NMVe 架构的过程，以达到以前无法达到的加密数据存储吞吐率。它还表明，100 Gb/s 的性能不再“遥遥无期”，而是现在可以实现的。

审核编辑：郭婷