在很早之前,AMD和Intel就將硬件虛擬化技術(shù)融合在了自己的處理器中,并在桌面處理器宣傳中將處理器的虛擬化功能當(dāng)作一個(gè)重要的賣(mài)點(diǎn)。而AMD將要在今年發(fā)布的9系列芯片組,唯一有一點(diǎn)新意的技術(shù),也是一項(xiàng)為虛擬化服務(wù)的IOMMU(中文名為“輸入輸出內(nèi)存管理單元”)技術(shù)。實(shí)際上無(wú)論是大型企業(yè)還是有特殊需求的人群,PC的虛擬化功能都將為他們帶來(lái)極大的好處,這也是為什么AMD和Intel如此看重硬件虛擬化的原因。可以說(shuō),在桌面系統(tǒng)純粹的平臺(tái)性能、以及常見(jiàn)的功能外,虛擬化領(lǐng)域是AMD和Intel的另一個(gè)戰(zhàn)場(chǎng)。
殊途同歸,處理a器上的虛擬化比拼
Intel的處理器虛擬技術(shù)VT實(shí)際上只是Intel Virtualization整套技術(shù)中的一環(huán),在安騰服務(wù)器處理器上的VT技術(shù)叫做VT-i,而在普通桌面處理器上的VT技術(shù)叫做VT-x。VT-x提供了一套新指令來(lái)建立、管理和退出VM(虛擬機(jī)),就如同操作內(nèi)存管理一樣。VT-x擴(kuò)展了傳統(tǒng)的x86處理器架構(gòu),它引入了兩種操作模式:VMX root operation(根虛擬化操作)和VMX non-root operation(非根虛擬化操作),統(tǒng)稱為VMX操作模式。VMX root operation是VMM運(yùn)行所處的模式,設(shè)計(jì)給VMM,其行為跟傳統(tǒng)Intel處理器的IA32架構(gòu)并無(wú)特別不同。
在這一架構(gòu)下,一些過(guò)去通過(guò)軟件模擬的指令現(xiàn)在可以通過(guò)處理器直接運(yùn)行在虛擬的操作系統(tǒng)中,這樣不但提升了效率,同時(shí)還可以讓虛擬機(jī)模擬使用64bit操作系統(tǒng)。
此外,針對(duì)過(guò)去軟件虛擬化技術(shù)的不足,Intel的VT-x可以在虛擬機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題的時(shí)候,讓處理器有能力轉(zhuǎn)換控制器,使虛擬的操作系統(tǒng)在不中斷的情況下解決問(wèn)題,保證了虛擬系統(tǒng)的穩(wěn)定。
而AMD的AMD-V技術(shù)從原理上來(lái)看,基本和Intel VT-x技術(shù)的思路一致,兩者在實(shí)現(xiàn)手段和效果上也很類(lèi)似。不過(guò)虛擬化很重要的一點(diǎn)就是管理虛擬操作系統(tǒng)的內(nèi)存,而這則成為了兩家公司在處理器虛擬化技術(shù)中的差異。要知道,AMD-V技術(shù)發(fā)布的時(shí)候,AMD已經(jīng)將內(nèi)存控制器集成在處理器中,而Intel的VT-x技術(shù)誕生時(shí),內(nèi)存控制器還在北橋中,所以AMD-V虛擬化技術(shù)相比Intel的VT-x引入了獨(dú)特的新指令,這使得AMD-V只需要通過(guò)內(nèi)存管理中心向虛擬的系統(tǒng)分配內(nèi)存即可,而不像傳統(tǒng)虛擬化技術(shù)那樣復(fù)雜。這不但為虛擬機(jī)提供了更好的性能,同時(shí)可以更好地管理虛擬系統(tǒng)的內(nèi)存。
IOMMU,讓虛擬化走向芯片組
IOMMU(Input/Output Memory Management Unit,輸入輸出內(nèi)存管理單元)是AMD 9系列芯片組最新加入的功能。IOMMU的功能是管理對(duì)系統(tǒng)內(nèi)存的設(shè)備訪問(wèn),它位于外圍設(shè)備和主機(jī)之間,將來(lái)自設(shè)備請(qǐng)求的地址轉(zhuǎn)換為系統(tǒng)內(nèi)存地址,并檢查每個(gè)接入的適當(dāng)權(quán)限。這主要是把設(shè)備可見(jiàn)的虛擬地址映射成物理地址,為服務(wù)器、桌面的I/O虛擬化提供一種安全、靈活、高性能的方案。
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