文章來源丨大數網

數據能幫助企業更高效的生產、輔助企業做出更科學的決策……應該說，數據的重要性已經得到全社會的認同。當然，數據並不是拿來就能用，它必須經過清洗、集成、轉換、分析、呈現等一系列流程後，才能為每個企業所用，這一系列動作統稱為數據分析過程。

顯而易見，數據分析是企業從數據中挖掘價值的關鍵步驟。正因為此，當前，數據分析在網際網路、金融、政府、零售等多個行業呈現越來越廣泛的應用態勢。北京海鑫科金高科技股份有限公司（以下簡稱「海鑫科金」）就是其中的一個代表。

海鑫科金成立於1998年，專注於多生物特徵識別（包括指掌紋、人像、DNA、虹膜、聲紋、足跡識別、筆跡識別等）、公安信息化綜合應用、視頻偵查技術和大數據綜合應用這四大領域。目前，其產品在刑偵、安防、司檢法、出入境及金融、酒店、社保、教育、交通、大型活動管理、場所監控和網際網路應用等社會領域都獲得了廣泛應用。

數據量大，還要求更快更精？

海鑫科金，可以說是典型的數據密集型企業。而伴隨近些年數據量越來越大，數據處理要求越來越高，海鑫科金面臨著巨大的挑戰。

以被普遍應用於案件現場指掌紋採集比對、入所人員捺印指掌紋採集比對、卡口人員捺印指掌紋採集比對、重點人員指掌紋比對等場景的指掌紋識別技術為例。

海鑫科金副總經理/AI研究院院長楊春宇在接受採訪時表示，「指紋解決方案是一個大型的生物特徵識別與認證系統，用來為居民身份證、電子護照和犯罪指紋資料庫鑑定數以百萬、千萬、乃至億計的指紋。隨著更多的指紋添加到資料庫中，以及指紋驗證需求量的增加，我們必須讓自己的技術解決方案滿足大數據時代的需求。」

其實，這樣的變化我們每個人都有切身體會，如今需要指掌紋識別的場景多了，頻次高了。一個最常見的場景就是出國，過海關。

大數據時代對指掌紋識別有什麼要求呢？簡單來說，在資料庫變大、指紋驗證量增加的同時，確保性能和精度和之前一致，甚至更高。如果滿足不了效率需求，這套方案的實用性將大打折扣。試想如果過海關需要幾分鐘才能識別一個人，那一天又能通過多少人？

為滿足警務用戶的實際需求，作為國內指掌紋技術領域翹楚的海鑫科金和英特爾展開了深入的探討。

傲騰，更具性價比的選擇

為什麼選擇英特爾？還得從指紋識別的技術特點說起。

指紋識別比對技術解決方案一般包括數據獲取、預處理、特徵 提取、比對、後處理等主要環節(參見圖1)。相比其它生物特徵識別技術(如人臉識別等)，指紋比對是一種典型的CPU及內存密集型算法：指紋系統從現場採集的原始指紋數據，經過預處理和特徵提取之後，會形成結構化的點集，再將其與後台資料庫中百萬量級的指紋實例進行比對，這時就會涉及大量的邏輯判斷分支，這樣一來，解決方案的性能會嚴重依賴於內存資源的可用性，同時對通用計算內核的性能需求也非常高。

對CPU和內存強依賴，綜觀如今的IT市場，能同時滿足這兩點的，恐怕只英特爾一家。

最終，英特爾和海鑫科金技術團隊選擇了第二代英特爾至強可擴展處理器作為目標平台的核心支撐。與此同時，選擇英特爾傲騰數據中心級持久內存作為「二級存儲」來部分地取代傳統內存。

特彆強調一下，這是對比後的結果。在選型過程中，海鑫科金對純DRAM和用傲騰數據中心級持久內存替代部分DRAM兩種方案進行了綜合對比，基準測試結果表明，採用傲騰數據中心級持久內存的方案具有很好的性價比優勢。

拿數據說話

為了更直觀的呈現，這裡簡單介紹下測試環境。

用於對比測試的兩套方案都基於標準雙路伺服器，CPU採用第二代英特爾至強鉑金處理器8280，總規模為960GB的指紋比對資料庫被分為96個單體尺寸為 10GB的切片，每個切片包含的記錄條數略高於400萬條，這些數據都存放在容量為1TB的英特爾固態盤DC P3520上。

在這些配置條件相同的前提下，兩套方案的不同之處在於，其中一套採用768G的DDR4內存，另一套採用192GB的DDR4內存搭配1TB的英特爾傲騰數據中 心級持久內存。從成本的角度看，兩者相當。

海鑫科金在兩套環境中運行同樣的海鑫HABIS X指紋比對系統，並測試其記錄查詢性能。結果表明，採用傲騰數據中心級持久內存方案的記錄查詢速度(單位：QPS)比純DRAM方案高出26%(如圖2所示)。

為什麼會有這麼大的提升？奧秘在於當CPU處於高負載時，在系統從DRAM（緩存）加載數據到CPU進行計算的同時，也執行了從傲騰數據中心級持久內存加載數據到DRAM（緩存）的動作，從而提高了系統進行數據讀取的效率。而且並行處理的批量數據越多，基於傲騰數據中心級持久內存的方案取得的相對表現就越好。

通俗的講，CPU和內存之間的通信是有瓶頸的，一味增加內存也並不能在性能上獲得線性增長的效果，而256GB內存可不只是比128GB的貴一倍。換句話說，成本的增加和性能的增加不成比例。這是傲騰數據中心級持久內存的最大優勢，以遠低於內存的價格達到准內存的性能。

實際上，雙方技術團隊還做了另外一組測算，如果把兩套方案略作調整，讓兩者的QPS處於相同水平，那麼基於傲騰數據中心級持久內存的方案總體擁有成本（TCO）比純DRAM方案會低29%。

更重要的是，這些結果還都是在尚未對系統進行任何優化、也沒有對軟體進行任何更改的前提下取得的。這意味著一方面，海鑫科金不用做任何改動就可以將現有解決方案部署到新的至強平台上，另一方面，未來性能還有比較大的提升空間。英特爾傲騰數據中心級持久內存為系統性能的提升給出了一條更為經濟實惠的路徑。

即錄、即比、即反

目前，基於英特爾傲騰數據中心級持久內存的海鑫科金雲智能多生物識別系統 HABIS X已經用於現場測試，在某直轄市公安局的指掌紋系統建設項目中，新方案各項指標均滿足設計要求，獲得了用戶的充分肯定。

以現場勘查為例，公安人員往往需要對案發現場的指掌紋進行特徵提取和比對，這是一件極為費時費力的工作，環境通常十分複雜，指紋的提取經常遇到多人、重疊、殘缺等情況，嫌疑人的指掌紋往往混雜在事主家人和親友鄰居的指紋里。採用傳統技術方案對現場指紋進行提取及比對，由於系統性能的局限，辦案民警往往回到警局後才能進行電子化信息的錄入以及後續的比對，這個繁瑣的流程花費的時間通常會數以天計。

在應用了海鑫科金推出的HABIS X方案後，可以做到「即錄(錄入)、即比 (比對)、即反(反饋)」，在辦案現場當即給出比對結果。這不但提升了信息錄入的規範性、時效性和質量，而且大幅減輕了基層技術民警的工作負擔，提高了現場人員的工作積極性和事業成就感。

更快、更精準的識別，並不是海鑫科金指掌紋識別系統追求的終點。海鑫科金副總經理、公共安全事業部總經理陳俊就表示，接下來他們還將在移動端、人工智慧，以及雲方面發力。英特爾作為雲計算和人工智慧的積極倡導者，也會繼續和海鑫科金共同創新，推動指掌紋識別更上一層樓。

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