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循态量子量子随机数生成器 QRNG-200

面向高吞吐场景的半高半长量子随机数卡,以放大自发辐射噪声为熵源,两档高速率可选,可进一U机箱,给云平台与网关做熵池扩容。
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循态量子 · 量子随机数生成器 QRNG-200

量子随机数生成器 QRNG-200|产品说明

循态量子 QRNG-200 是一张半高半长 PCIe 量子随机数卡,以放大自发辐射噪声为熵源,提供 4G 与 10G 两档生成速率,走 PCIe3.0×4 接口,能进 1U 服务器。它面向云平台熵池、高速网关与交易系统,解决高峰期取数排队把加密吞吐拖下来的问题。

高速熵源半高半长两档速率云熵池批量接口一U适配
10Gbps
最高生成速率
4G起
两档速率可选
PCIe3.0×4
主机接口
半高半长
板卡规格

⚠️行业痛点与挑战

🔍高峰取数排队
交易与网关在业务高峰集中建链,系统随机源供不上,握手排队,加密吞吐被拖到只有标称的一半,扩容只能加机器,钱花得不明不白。
⏱️熵池见底告警
云平台宿主机重启后熵池要很久才补满,虚机启动排队,运维只能手工灌种子,重启一次忙半天,夜里更没人管,只能等次日上班。
🧠机箱塞不下全高卡
1U 服务器是主流配置,全高卡装不进去,为一张随机数卡换 2U 机型,机柜密度与成本都要重算,预算很难过,密度也要重新排。
🔗凭证轮换缺随机数
容器平台按分钟轮换凭证,每次签发都要随机数,熵不够时轮换失败,凭证过期引发批量告警,排到最后是随机源的问题,前面白查一圈。
📉接口太慢成瓶颈
单条调用的接口在高并发下开销大,业务把随机数调用包在循环里,CPU 全耗在系统调用上,卡再快也没用,瓶颈不在硬件。
🚧多业务抢一个源
几个业务共用一个随机源,一个批量任务把熵抽干,其他业务取数失败,排查时谁也说不清是谁占的,只能一起背,复盘也说不清。

🎯产品定位与核心价值

面向高吞吐场景的半高半长量子随机数卡,以放大自发辐射噪声为熵源,两档高速率可选,可进一U机箱,给云平台与网关做熵池扩容。

💡落地有节奏
云平台熵池扩容方案按阶段推进,量子熵源扩容系统能力的启用顺序与业务节奏对齐。
🔁支持可直达
量子熵源扩容系统对应的服务响应路径对业务方透明,云平台熵池扩容方案的问题有明确归口。
🧷数据可回流
云平台熵池扩容方案的运行数据反向优化量子熵源扩容系统的策略配置。

⚙️核心能力详解

🧮放大自发辐射熵源
用激光器的放大自发辐射噪声作熵源,噪声频谱宽,可直接探测光场,采样与后处理链路短,适合高吞吐场景,也省掉复杂的温控。
🧱两档高速率
提供 4G 与 10G 两档生成速率,按业务峰值选档,接口与外形一致,换档不需要改应用,也不必重做驱动验证,采购按峰值走。
⚡半高半长卡
标准半高半长尺寸配 PCIe3.0×4 接口,能进 1U 与 2U 机箱,同机柜可装更多节点,机柜密度不必为一张卡让步,挡板与卡位按半高规格配。
📊批量取数接口
接口库支持批量取数,一次调用返回多字节,降低高并发下的系统调用开销,业务侧改一处调用方式就能提速,不必改业务逻辑。
🌐多平台驱动
各家发行版与国产系统都有驱动支持,装包与调用按随附说明来,跨平台迁移不用重写代码,验证也省事。
🔧配额与限流
密钥光与业务光挤在同一根纤芯里,各占一个波道,同步信息由量子链路自己带,省下一路外接同步线。

📐技术规格

产品名称 量子随机数生成器QRNG-200
所属厂商 循态量子
产品分类 密码安全·量子熵源扩容系统
核心能力 放大自发辐射熵源、两档高速率、半高半长卡
应用场景 云平台统一熵池、高速网关协商、交易报文签名
适用对象 面向量子熵源扩容系统相关业务场景的企业客户
服务支持 实施、培训与持续运维的专业服务支撑
选型建议 以云平台熵池扩容方案典型场景试点验证价值
产品定位 密码安全领域的专业产品

🏭典型应用场景

✈️云平台统一熵池
云运维在宿主机插卡,随机数汇成集群熵池,虚机按需取用,宿主机重启后熵池自动补满;池水位与取数延迟放进平台监控。按虚机取数等待时长与熵池水位衡量。
🚗高速网关协商
网关在隧道协商时从卡取密钥材料,高并发建链不再等熵,隧道重建更快,失败重试次数下降;协商耗时纳入网关的日常指标。按隧道建立速率与协商失败次数衡量。
🔋交易报文签名
交易系统在应用服务器内加卡,报文签名与随机填充从卡取,交易高峰按秒级取数,不与其他业务共用源;签名耗时单独打点。按峰值交易笔数与签名等待时长衡量。
🌊大数据分片抽样
数据平台在计算节点插卡,分片与抽样用硬件随机数,任务重跑时结果可复现,分片倾斜可控;任务日志记录随机源与种子标识。按任务时长与分片倾斜次数衡量。
🏗️容器凭证下发
容器平台在控制节点插卡,给工作负载下发短期凭证时取随机数,凭证按分钟级轮换,失败重试并记录;轮换失败率进平台告警。按凭证下发次数与轮换失败率衡量。
🚢存储网关初始化
存储网关在数据加密时取初始向量,吞吐上去后随机数不能成为瓶颈,卡与网关同机部署;队列深度进监控,堵了先看取数。按网关吞吐与加密排队长度衡量。

🏆典型应用案例

📦
先算峰值再定档
按网关或平台每秒随机字节峰值选 4G 或 10G,余量留三成,别照平均值算;峰值不清就先压测一周,把曲线拿出来再定档,档位写进选型说明并留档。收益按卡数与峰值占用率核对。
🛫
熵池按集群做
宿主机上的卡把随机数送到集群熵池,虚机从池取,水位低于阈值时告警并限流;限流规则按业务等级配,核心业务最后限,限流次数单独统计。收益按虚机取数等待时长与限流次数核对。
🏭
半高卡适配一U
卡是半高半长,1U 服务器能装,机箱风道按卡位调整,批量上架时按机柜功率核算;同柜混装时把卡位排在一起,理线槽绕开卡位进风口。收益按单机柜可装机数与运行温度核对。
📦
凭证轮换接卡
容器平台把签发接口指向取数服务,轮换周期按分钟配,失败重试并记录,超限时降级到缓存;降级次数单独监控,持续出现说明卡不够,先查取数服务再谈扩容。收益按轮换成功率与凭证过期告警数核对。

🔌接入方式

🖥️云平台与虚拟化
卡直通给宿主机上的取数服务,虚机通过服务取数;平台侧要配配额与限流,避免单虚机占满整个熵池,配额变更要留审批记录,出了事能查到人,配额每季度复核一次。
☁️加密网关与密码机
网关在隧道协商与数据加密时取随机数,接口按批量方式调用;网关吞吐提升后要同步核对随机数供给是否跟得上,别让卡成为新瓶颈,也别让加密等随机数。
🤝密钥与凭证管理
凭证签发、轮换与吊销都依赖随机数,接口要与凭证服务对齐;轮换失败要有重试与告警,不能静默放过,过期凭证会引发批量业务中断,排查时先看取数。

🧩生态协同与能力底座

🧩云服务商与数据中心
云平台把卡纳入宿主机标准配置,随机数作为平台能力对外提供;机房侧按机柜功率与风量做规划,卡位密度高时散热要单独算,不能沿用旧机型的经验。
🔗密码与安全厂商
网关、密码机与凭证服务把卡作为随机源,接口按批量方式适配;性能标定要与整机一起做,不能只看单卡指标,整机瓶颈常在软件层,压测才看得出来。
🌱服务器与整机供应链
半高卡适配多数机箱,整机厂在选配单里列出卡位与风量要求;交付时随机附带挡板与安装说明,缺件时现场只能用全高挡板改,改完风道也对不上。

🚀产品差异化特点

🌟速率上到十G
单卡生成速率到 10Gbps,跟得上高速网关与云平台的峰值取数;百兆到千兆档的卡在高峰时会成为瓶颈,排队会一路传到业务侧,表现成握手慢。
🆚半高卡省空间
半高半长尺寸能进 1U 机箱,同机柜可装更多节点;全高卡在 1U 机箱里装不下,要换 2U 机型,密度与成本都变,机柜规划与预算都得重做,机柜承重与配电也要重算。
🧬宽谱噪声源
用放大自发辐射噪声做熵源,频谱宽、可直接探测,后处理链路短;窄带方案对探测与温控要求更细,调试周期更长,量产一致性也更难保证。

✅最佳实践

📝
峰值取数要压测
上线前按业务峰值跑压测,观察接口库队列与主机 CPU;瓶颈常在软件层而不是卡本身,压测能提前暴露,避免上线后互相甩锅,也便于定容量。
🔄
限流规则先定
多业务共享时要有配额,一个业务突发会把熵池抽干,其他业务取数失败;限流按业务优先级配,别一刀切,核心链路要留保底额度,次要业务可降级。
🎯
卡位风道别忽视
半高卡在 1U 机箱里靠前后风道,前面板挡板没装或线缆堆在卡前,温度会顶到上限;理线时把卡前空间让出来,别为了整齐把风道堵死,卡前留出一指宽的空隙。
📈
驱动固件成套升
驱动、固件与接口库版本要成套升级,单升一项会出现设备在但取数失败;升级前留回退包与验证脚本,升级后跑一轮压测再放量,固件回退要留旧版本包。

🗺️企业落地路径

1️⃣
峰值测算与档位选择
统计网关或平台的随机数峰值与并发,折算 4G 与 10G 档的余量,定卡数与机柜位置;选型说明里写清峰值来源与假设,评审时能对上数。
2️⃣
单机压测与接口定型
在一台服务器上跑峰值压测,确定批量接口与缓冲参数,记录速率、温度与失败率;参数固化进配置模板,避免各节点各配一套,后期没法比较。
3️⃣
平台接入与限流
把卡接入熵池或取数服务,配置业务配额与告警,灰度一部分节点观察取数等待时长;限流阈值按灰度结果调整,再全量,别一次推到所有节点。
4️⃣
批量上线与运维交接
按批次装机,交付驱动固件包、接口文档、限流配置与巡检表;纳入日常监控与容量评估,水位趋势上涨时提前补卡,别等业务报错再采购。

💬常见问题 FAQ

十G档要配万兆网吗?
随机数在服务器内部取用,不走网口,10G 指卡的生成速率;网口带宽与卡速率是两件事,别按网口规格选卡,也别为了配卡去换交换机,钱花不到点上。
半高卡能进一U服务器吗?
半高半长尺寸适合 1U 与 2U 机箱,挡板按半高配,缺件要先补齐再装;1U 机箱要注意卡位风道,进风不足会降速,不是装进去就完事,装机后要跑一次压测才算确认。
4G 和 10G 差在哪?
生成速率差一倍多,接口同为 PCIe3.0×4,外形相同;按业务峰值选,峰值不到 4G 时买 10G 档利用率会很低,钱花在看不见的余量上,账面上看不出来,采购前先把峰值算清。
和 QRNG-100 有什么不同?
这一款用放大自发辐射噪声做熵源,速率更高、卡更矮;两款接口与外形不同,不能混插同一槽位,驱动也不通用,备件要分开备,现场别互相顶替。
高并发下会排队吗?
卡本身速率高,瓶颈通常在接口库与主机 CPU;取数走批量接口并设缓冲,单条调用在高并发下会把 CPU 耗在系统调用上,看起来像卡慢,其实是调用方式不对。
能给容器共享吗?
可以直通给单个容器,也可以由取数服务统一对外提供;共享时要做配额限流,避免一个批处理任务把熵池抽干,其他业务跟着报错,事后还查不出是谁。
温度高了会怎样?
超过工作温度上限后卡会降速保护,表现为取数速率下滑;机箱风道与风扇策略按卡位调整,别只看 CPU 温度,卡的进风口往往在机箱前部,容易被线缆挡住。
换卡要改应用吗?
同系列换档不用改应用,接口与驱动一致;跨系列更换要重装驱动并调整调用方式,先在小范围验证,确认时延与失败率都没变化再推广。

📄信息来源与免责声明

本页面由云巴巴汇总循态量子官方公开资料,聚焦量子熵源扩容系统在密码安全领域的实际业务价值。

页面所述云平台熵池扩容方案能力基于公开信息整理,具体实现与指标口径以官方文档为准。

云巴巴为企业提供量子随机数生成器QRNG-200的选型咨询、方案对比与接入协调服务。

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