虚拟化之intel,新战场再交锋

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摘要:【据《CNET科技资讯网》2007年06月12日报道】英特尔认为虚拟化(virtualization)不只是提高处理器使用率,还包括了提升服务器存取速度。在2005年推出虚拟化技术VT(代号为Vanderpool),并

【据《CNET科技资讯网》 2007年06月12日报道】英特尔认为虚拟化(virtualization)不只是提高处理器使用率,还包括了提升服务器存取速度。在2005年推出虚拟化技术VT(代号为Vanderpool),并陆续导入Xeon MP 和Xeon DP 后,英特尔数位企业事业群服务器平台部门总经理Boyd Davis表示,今年第三和第四季还会有另外两项分别名为“VT-d(Vanderpool for Directed I/O )”和“FlexMigration”的虚拟化技术进入其Stokley 晶片组和45纳米制程的Penryn处理器。VT-d和FlexMigration 虽然同为虚拟化技术,但是两者诉诸的效益不同,Davis说。他解释道,VT-d顾名思义就是I/O 的虚拟化,前者的好处是让I/O 资源亦得以分割给虚拟机器,加快存取速度。另外,由于支持VT-d的Stokley ,其支持PCI Express 2 ,换言之I/O 加大了两倍。相较于VT-d的精神是提高存取效能,FlexMigration 则比较偏向传统对虚拟化技术的定义,也就是自由挪用跨平台的处理器资源、提高处理器使用率。Davis 表示,FlexMigration 系动态转移虚拟机器到其他硬体. 过去虽然VMWare的VMotion 也能提供类似功能,但是过去VMotion 只能虚拟化同一代的Xeon服务器;在Penryn内建的FlexMigration ,则确保只要是采用Core Microarchitecture的Xeon处理器服务器,都能够跨代支持虚拟化功能。虚拟化技术意指企业利用前者就可以将内部与外接式资源汇整成单一虚拟集区,在单一介面上管理不同设备,降低管理複杂度及成本。这种技术实现了在同一实体系统上运行多个作业系统,并允许系统资源在各个作业系统间按需求来进行资源分配。根据英特尔所提供的资料,透过处理器虚拟化技术,企业最少可节省29% 的总持有成本。事实上,虚拟化在服务器端出现已久,唯以往虚拟化技术只停留在高阶的服务器处理器内部,例如IBM 的Power 以及昇阳的Sparc.至于在x86 服务器或者桌上型/ 笔记型电脑端的虚拟化,厂商多半是藉助于虚拟化软体如VMWare.在英特尔和AMD 纷纷在自家的x86 处理器提供虚拟化技术后,虚拟化正式飞入寻常百姓家。不过虚拟化是否被热烈拥抱还有待讨论,对此Davis 坦言,目前援用虚拟化技术的目的主要是用作测试,和整合(consolidate )多台服务器。“实际真正发挥虚拟化精髓的,例如用虚拟化来作备援的还非常少,”他说. “而英特尔现在推出VT-d和FlexMigration 就是为了让虚拟化应用进入上面那个阶段。”

英特尔VT具体包括分别针对处理器、芯片组、网络的VT-X、VT-D和VT-C技术。

【据《CNET科技资讯网》 2007年03月05日报道】3月5日国际报道 英特尔与AMD日前同时举行会议,设法把众人的目光转向服务器处理器,并准备在那个战场再度交锋。对AMD而言,焦点在于Barcelona,也就是AMD第一款四核心Opteron处理器,订于今年稍后出货。英特尔则大力宣扬自家的Clovertown四核心Xeon处理器,这款处理器业已上市。AMD在2004年推出Opteron处理器,让英特尔相形见黜,但英特尔将挟着最新型芯片还击。英特尔数字企业事业群共同总经理Tom Kilroy说,英特尔计划推出两款新型Clovertown处理器,分别位于耗电量频谱的两端。本周,英特尔将推出一款最高耗电量50瓦的处理器,比今天的80瓦省电。至于希望拥有最高效能处理器、对耗电量不太介意的顾客而言,英特尔将在今年稍后推出一款3GHz的处理器,比今天的2.66GHz处理器快一些。AMD与英特尔一直争先恐后,想把更多的处理引擎塞入单一处理器或处理器封装--这种作法适用于同时必须处理众多工作的服务器任务。但部分顾客也表示,希望每一项任务都能尽快完成。所以英特尔必须在两者之间取得平衡,因为添加更多的核心就意味芯片会耗费更多的电力,也因此必须以较低的频率速度来跑。Kilroy未透露英特尔计划何时推出3GHz处理器,只表示时间会早于英特尔新一代Xeon处理器的推出日期,而英特尔服务器平台事业群营销总经理Boyd Davis透露,这款以45纳米制造技术打造的Xeon订于2007年年底前推出。目前的Xeon处理器以65纳米工艺技术生产;1纳米等于1公尺的十亿分之一。AMD才刚迈向65纳米工艺,第一批采用这种技术的产品将是Barcelona。AMD希望借这款处理器重现Opteron当时掀起的热潮。和英特尔一年前的做法颇为相似,AMD正设法让顾客、分析师和媒体熟悉该公司尚未出货的产品,希望外界别老把注意力集中在目前的产品。英特尔曾大胆预测,Core 2 Duo芯片将超越AMD的处理器。AMD则夸口Barcelona将超越英特尔的产品。Barcelona订于今年第三季随新型服务器出货。AMD销售与营销执行副总裁Henri Richard说:Barcelona是杀手级产品,风头比Opteron推出时还健。该公司相信,Barcelona会再度把英特尔甩在后头。最近AMD服务器业务适逢多事之秋。该公司一直调降服务器芯片的价格,以迎战英特尔最新型双核心与四核心服务器处理器。AMD运算产品事业群执行副总裁Mario Rivas说,根据SPEC_fp基准测试结果,Barcelona的浮点运算效能会比英特尔的Xeon X5355 Clovertown强42%。若根据SPEC_int基准,则 Barcelona会比Clovertown的性能强10%以上。但英特尔将祭出一连串的竞争攻势。在效能方面,英特尔预定在2007下半年推出适用于双处理器系统的芯片与芯片组,搭配1600MHz前侧总线(目前用的是1333MHz)。提升速度可降低信息自内存获取时导致的时间延迟。Kilroy说,英特尔第三季也将推出新版高阶Xeon处理器,供搭载四颗以上处理器的多重处理器系统使用。目前的Tulsa芯片是最新的一代,而新的Tigerton将率先采用英特尔的Core架构。Kilroy说,这款芯片的用电效率佳,可塞入刀片服务器。英特尔也计划以所谓的VT-d功能,扩充计算机输出输入次系统的虚拟化技术。今天的虚拟化技术让处理器更容易在称为虚拟机器的不同分割区内,同时执行多重的操作系统。VT-d可把那种虚拟化接口引进输入输出硬件,例如硬盘和网络。

处理器:英特尔虚拟化技术(英特尔VT-x),包括英特尔虚拟化灵活迁移技术(Intel VT FlexMigration)、英特尔VT FlexPriority、英特尔VT 扩展页表(Extended Page Tables)
芯片组:英特尔支持直接 I/O 访问的 VT虚拟化技术(英特尔VT-d)
网络:支持连接的英特尔虚拟化技术(英特尔VT-c),包括虚拟机设备队列(VMDq)、 虚拟机直接互连(VMDc)

英特尔将硬件辅助虚拟化集成到所有主要的服务器组件中,帮助 IT 机构在每台服务器上整合更多的应用和更繁重的工作负载,从而进一步提高灵活性、可靠性并降低 TCO。

处理器:英特尔VT-x
英特尔处理器内更出色的虚拟化支持英特尔VT-x 有助于提高基于软件的虚拟化解决方案的灵活性与稳定性。通过按照纯软件虚拟化的要求消除虚拟机监视器(VMM)代表客户操作系统来听取、中断与执行特定指令的需要,不仅能够有效减少 VMM 干预,还为 VMM 与客户操作系统之间的传输平台控制提供了有力的硬件支持,这样在需要 VMM干预时,将实现更加快速、可靠和安全的切换。
此外,英特尔VT-x 具备的虚拟机迁移特性还可为您的 IT 投资提供有力保护,并进一步提高故障切换、负载均衡、灾难恢复和维护的灵活性:
--英特尔VT FlexPriority:当处理器执行任务时,往往会收到需要注意的其它设备或应用发出的请求或“中断”命令。为了最大程度减少对性能的影响,处理器内的一个专用寄存器(APIC任务优先级寄存器,或 TPR)将对任务优先级进行监控。如此一来,只有优先级高于当前运行任务的中断才会被及时关注。
英特尔FlexPriority 可创建 TPR6 的一个虚拟副本,该虚拟副本可读取,在某些情况下,如在无需干预时,还可由客户操作系统进行更改。上述举措可以使频繁使用 TPR 的 32 位操作系统获得显著的性能提升。(例如,能够将在 Windows Server* 2000上运行的应用的性能提高 35%。)
--英特尔虚拟化灵活迁移技术(Intel VT FlexMigration):虚拟化的一个重要优势是能够在无需停机的情况下,将运行中的应用在物理服务器之间进行迁移。英特尔虚拟化灵活迁移技术(Intel VT FlexMigration)旨在实现基于英特尔处理器的当前服务器与未来服务器之间的无缝迁移,即使新的系统可能包括增强的指令集也不例外。借助此项技术,管理程序能够在迁移池内的所有服务器中建立一套一致的指令,实现工作负载的无缝迁移。这便生成了可在多代硬件中无缝运行的更加灵活、统一的服务器资源池。

芯片组:英特尔VT-d
英特尔芯片组内更出色的虚拟化支持由于每台服务器上整合了更多的客户操作系统,数据进出系统的传输量(I/O 流量)有所增加并且更趋复杂。如果没有硬件辅助,虚拟机监视器(VMM)必须直接参与每项 I/O 交易。这不仅会减缓数据传输速度,还会由于更频繁的 VMM 活动而增大服务器处理器的负载。这就如同在一个繁忙的购物中心,每位顾客都不得不通过一个门进出该中心,并且只能从中心经理那里得到指示。这样不仅会耽误顾客的时间,也会使经理无法处理其它紧急事件。
英特尔VT-d 通过减少 VMM 参与管理 I/O 流量的需求,不但加速了数据传输,而且消除了大部分的性能开销。这是通过使 VMM将特定 I/O 设备安全分配给特定客户操作系统来实现的。每个设备在系统内存中都有一个专用区域,只有该设备及其分配的客户操作系统才能对该区域进行访问。
完成初始分配之后,数据即可直接在客户操作系统与为其分配的设备之间进行传输。这样,I/O 流量的流动将更加迅速,而减少的 VMM 活动则会进一步缩减服务器处理器的负载。此外,由于用于特定设备或客户操作系统的 I/O 数据不能被其它任何硬件或客户软件组件访问,系统的安全性与可用性也得到了进一步增强。

网络:英特尔 VT-c
英特尔I/O 设备内更出色的虚拟化支持随着企业在虚拟化环境中部署越来越多的应用,并利用实时迁移来节省功率或提升可用性,对虚拟化 I/O 设备的要求也在显著提高。通过将广泛的硬件辅助特性集成到 I/O 设备(该设备用于保持服务器与数据中心网络、存储基础设施及其它外部设备的连接)中,英特尔VT-c 可针对虚拟化进一步优化网络。从本质上来说,这套技术组合的功能与邮局非常相似:将收到的信件、包裹及信封分门别类,然后投递到各自的目的地。通过在专用网络芯片上执行这些功能,英特尔VT-c 大幅提高了交付速度,减少了 VMM 与服务器处理器的负载。英特尔VT-c 包括以下两项关键技术(当前所有的英特尔万兆位服务器网卡及选定的英特尔千兆位服务器网卡均可支持):
--借助虚拟机设备队列(VMDq)最大限度提高 I/O 吞吐率:在传统服务器虚拟化环境中,VMM 必须对每个单独的数据包进行分类,并将其发送到为其分配的虚拟机。这样会占用大量的处理器周期。而借助 VMDq,该分类功能可由英特尔服务器网卡内的专用硬件来执行,VMM 只需负责将预分类的数据包组发送到适当的客户操作系统。这将减缓 I/O 延迟,使处理器获得更多的可用周期来处理业务应用。英特尔VT-c可将 I/O 吞吐量提高一倍以上,使虚拟化应用达到接近本机的吞吐率。每台服务器将整合更多应用,而 I/O 瓶颈则会更少。
必威betway ,--借助虚拟机直接互连(VMDc)大幅提升虚拟化性能:借助PCI-SIG 单根 I/O 虚拟化(SR-IOV)标准,虚拟机直接互连(VMDc)支持虚拟机直接访问网络 I/O 硬件,从而显著提升虚拟性能。如前所述,英特尔VT-d 支持客户操作系统与设备I/O 端口之间的直接通信信道。通过支持每个 I/O 端口的多条直接通信信道,SR-IOV 可对此进行扩展。例如,通过单个英特尔万兆位服务器网卡,可为 10 个客户操作系统中的每个操作系统分配一个受保护的、1 Gb/秒的专用链路。这些直接通信链路绕过了 VMM 交换机,可进一步提升 I/O 性能并减少服务器处理器的负载。
AMD 和 Intel 的平台都有這一項技術. 在 AMD 的平台上面這一個技術被稱為 input/output memory management unit 簡稱為 "IOMMU" 而 Intel 則將這技術稱為 "Intel's Virtualization Technology for Directed I/O" 簡稱為(VT-d).相較於 Intel 的命名 AMD 的一開始會讓人搞不清楚這是做什麼的 .
如果你在上網路上想尋找關於虛擬化直接使用系統裝置時請依據你的平台 AMD(IOMMU) / Intel (VT-d) 來做尋找.
當你的系統啟動了 AMD(IOMMU) / Intel (VT-d) 時虛擬機器上的 Guest virtual machines 就可以直接存取周邊裝置不管是 ethernet 或是顯示卡以及硬碟裝置都可以,主要他們是透過 DMA 和 interrupt remapping.

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