技术术语
本书涉及的主要技术术语如下。
高性能计算(High-Performance Computing,HPC):一种计算技术,通过使用大规模的计算资源,包括高速处理器、大容量内存、高带宽网络和存储系统,以及并行处理和分布式计算技术,来解决复杂的、计算密集型的问题。HPC系统能够以极高的速度和效率处理大规模数据集和复杂模型,广泛应用于科学、工程、医学、金融等领域,加速研究、模拟、分析和预测等任务。
非统一内存访问(Non-Uniform Memory Access,NUMA):一种计算机体系结构设计,用于解决对称多处理器(Symmetric Multi-Processor,SMP)系统存在的内存访问性能问题,通过将处理器和内存划分为本地节点和远程节点,处理器访问本地节点的内存延迟更小,访问远程节点的内存延迟更大。采用NUMA架构可以提高大规模系统的效率和扩展性,但需要操作系统和应用程序的支持。
批量同步并行计算(Bulk Synchronous Parallel Computing,BSP):一种并行计算模型,旨在简化并行程序设计,计算任务被分成批次,每个批次的计算步骤包括计算、通信和同步阶段,所有处理器在每个步骤中都进行计算,并在步骤结束时同步,以确保数据一致性。BSP模型使程序员能够更轻松地管理并行计算和通信,提高了并行应用的可编程性和可预测性。
硬实时系统(Hard Real-Time System,HRTS):一种实时计算系统,必须在严格的期限内完成任务,否则会导致系统性能下降或失败。硬实时系统的任务响应时间是被考量的关键因素,必须确保在预定的截止时间前响应任务,从而避免潜在的严重后果。硬实时系统广泛存在于工业自动化、医疗设备、飞行器控制、汽车自动驾驶等领域,任何一次响应超时都会造成不可挽回的生命财产损失。
软实时系统(Soft Real-Time System,SRTS):一种相对于硬实时系统而言更为灵活的实时计算系统。相比于硬实时系统,软实时系统可以容忍偶尔的任务响应超时,要求大多数情况下能在限定的时间内完成。例如,多媒体应用,偶尔的响应超时不会造成危险,虽然会导致视频或者语音质量不佳。
机密计算(Confidential Computing,CC):一种通过在受信任的硬件基础上,结合固件和软件构建加密、隔离、度量(可证明)的计算环境,保证环境内数据的机密性和完整性,以及代码完整性和运算过程机密性的计算模式。
富执行环境(Rich Execution Environment,REE):一种计算环境或平台,通常包含高性能计算集群、云计算平台、超级计算机等软硬件资源,具有强大的计算能力、大容量存储、高速网络连接和其他可扩展性的特性,可以支持处理大规模数据和复杂计算任务。
可信执行环境(Trusted Execution Environment,TEE):一种安全的计算环境,它使用硬件支持的安全功能,如加密密钥管理、内存隔离和安全认证,以确保敏感数据的机密性和完整性。它可以防止恶意软件、恶意攻击者或未经授权的应用程序对数据进行访问、窃取或篡改。
可信应用(Trust Application,TA):在可信执行环境中运行的应用。
软件故障隔离(Software-Based Fault Isolation,SFI):一种技术或方法,可以限制或隔离软件中的故障与错误,确保它们不会对整个系统或某些组件造成严重的影响。通过在软件系统中引入隔离边界,如软件模块、进程、线程、虚拟机或容器等,限制故障的传播范围和影响。其主要目标是提高系统的容错性、可靠性、稳定性、可用性。
安全启动(Secure Boot,SB):统一可扩展固件接口(Unified Extensible Firmware Interface,UEFI)安全启动是一项安全标准,旨在确保电脑仅使用OEM(Original Equipment Manufacturer,原始设备制造商)信任的软件启动。它可以帮助计算机抵御病毒攻击和恶意软件感染。
可信启动(Trusted Boot,TB):在启动过程中对操作系统(Operating System,OS)引导程序、内核等关键组件进行度量并扩展到可信芯片中供后续验证。
完整性度量架构(Integrity Measurement Architecture,IMA):在操作文件时对文件内容进行完整性度量或校验。
动态完整性度量(Dynamic Integrity Measurement,DIM):在程序运行过程中对程序代码段进行度量。
控制流完整性(Control-Flow Integrity,CFI):在程序执行跳转过程中进行更细粒度的检查,它不允许更改已编译二进制文件的原始控制流图。
内核完整性保护(Kernel Integrity Protection,KIP):通过防止内核代码段与重要系统寄存器被篡改、防止恶意代码在特权模式下注入等方式来保护内核关键数据。
传输层密码协议(Transport Layer Cryptography Protocol,TLCP):是基于SM2/3/4算法的信息安全技术传输层密码标准协议。
存储性能开发套件(Storage Performance Development Kit,SPDK):由Intel发起,主要用于使用NVMe SSD作为后端存储的应用软件加速库。
服务级别协议(Service Level Agreement,SLA):一种合同或协议,用于明确服务提供者和客户之间的责任和期望,涵盖了服务的质量标准、性能指标、响应时间、可用性要求等方面。如果服务提供者未能满足SLA中规定的标准,需要对客户采取补偿措施。SLA通常在云计算、网络服务和IT服务等领域中使用,以确保服务的稳定性和可靠性。