虛擬化技術(shù):下一代服務(wù)器虛擬化分析

虛擬化技術(shù)已席卷企業(yè)領(lǐng)域；由于IT部門需要自己的虛擬化基礎(chǔ)架構(gòu)擁有更出色的性能、可管理性和安全性，該技術(shù)的成功已促使廠商們在硬件、軟件和安全措施等方面獲得了新的創(chuàng)新。

新的技術(shù)正在涌入市場，這些技術(shù)工作于服務(wù)器的處理器層面；并與虛擬機(jī)管理程序（hypervisor）集成起來，這個虛擬化軟件系統(tǒng)負(fù)責(zé)管理和調(diào)配單個虛擬機(jī)。

同時出現(xiàn)了一波新的創(chuàng)新浪潮，這些創(chuàng)新致力于提高虛擬化環(huán)境的操作效率，隨之出現(xiàn)了先進(jìn)的實時遷移工具、虛擬網(wǎng)絡(luò)安全以及位于虛擬機(jī)管理程序后面的軟件交換機(jī)。

虛擬化和處理器

處理器在提升虛擬系統(tǒng)性能方面扮演的角色可以追溯至六七年前，當(dāng)時芯片制造商（尤其是英特爾和AMD兩大廠商）推出了提高虛擬機(jī)管理程序效率的功能特性。

它們實現(xiàn)這一任務(wù)的主要手段是，將多核芯片中的一個處理器核心專門用于運行虛擬環(huán)境的操作系統(tǒng)，這讓虛擬機(jī)能夠更快速地運行。

比如說，借助英特爾的虛擬化技術(shù)（VT），處理器和虛擬化軟件之間實現(xiàn)了緊密的集成——比如英特爾的至強(qiáng)服務(wù)器處理器和VMware的云平臺，從而不僅支持更高的虛擬機(jī)密度，還提高了虛擬化環(huán)境的性能。

在芯片組層面，硬件有助于減少虛擬機(jī)管理程序在管理輸入/輸出流量方面的工作，因為硬件會自行處理這項任務(wù)，這也提升了性能。

英特爾最近推出的至強(qiáng)E5-2600產(chǎn)品系列集成了英特爾的VT虛擬化技術(shù)，支持每個處理器多達(dá)八個核心和768GB系統(tǒng)內(nèi)存。據(jù)英特爾聲稱，這種組合意味著，與基于前一代至強(qiáng)處理器5600系列的服務(wù)器相比，基于至強(qiáng)E5-2600的服務(wù)器可以使性能最多提升80%.虛擬化環(huán)境和云計算環(huán)境能夠從這種性能提升中得益匪淺。

英特爾的對手AMD有自己的虛擬化技術(shù)，名為AMD-V.這項技術(shù)把虛擬化擴(kuò)展指令引入到了其皓龍服務(wù)器處理器的指令集中。AMD還提供了帶標(biāo)記的 TLB（“Tagged TLB”）：這種硬件功能為虛擬機(jī)之間的高效切換提供了便利；AMD還提供了快速虛擬化索引（RVI），這能夠?qū)崿F(xiàn)基于硬件的虛擬機(jī)內(nèi)存管理，從而有助于提升某些虛擬化應(yīng)用的性能。

電源效率

虛擬化技術(shù)有望為數(shù)據(jù)中心提高電源效率，因為它讓企業(yè)能夠整合多臺物理服務(wù)器。但現(xiàn)在有其他的辦法來為數(shù)據(jù)中心提高效率，一些企業(yè)正在考慮使用ARM芯片或英特爾凌動處理器用于小型低功耗服務(wù)器。

將這些小型芯片用于虛擬化環(huán)境目前仍處于早期階段，但是新的虛擬化方案一直在不斷出現(xiàn)。

比如說，芯片新興公司Calxeda開發(fā)出了面向云服務(wù)器的小型EnergyCore ARM片上系統(tǒng)（SoC）。這家公司把四個EnergyCore芯片做到一塊板卡上，組成一塊“EnergyCard”。五塊EnergyCard可支持兩個機(jī)架單位空間中的20個操作系統(tǒng)實例，因而組成20個虛擬服務(wù)器，能耗非常低。

Calxeda的EnergyCore處理器還對以太網(wǎng)端口進(jìn)行了虛擬化處理，通過其管理引擎將以太網(wǎng)流量提供給操作系統(tǒng)，這樣就能高效地傳送以太網(wǎng)數(shù)據(jù)、優(yōu)化電源效率。

SeaMicro是另一家銷售低功耗虛擬化平臺的制造商。它的“微服務(wù)器”基于英特爾的凌動和至強(qiáng)處理器。除了對以太網(wǎng)和SATA存儲端口進(jìn)行虛擬 化處理以提高效率、縮小主板尺寸外，SeaMicro還開發(fā)了所謂的TIO（關(guān)掉它）技術(shù)——主板借助該技術(shù)可以關(guān)掉閑置未用的處理器和芯片組功能，從而 提高了虛擬化環(huán)境的效率。

SeaMicro支持虛擬化技術(shù)的服務(wù)器具有另一項值得關(guān)注的功能，那就是：以凌動雙核1.66 GHz N570處理器（這是支持虛擬化技術(shù)的第一款低功耗英特爾凌動處理器）為例，每個處理器支持四個線程，可以為“互聯(lián)網(wǎng)”工作負(fù)載提供SeaMicro所謂 的業(yè)界最佳的每瓦特性能。該公司說：“如果用在SeaMicro主板上，并且結(jié)合SeaMicro的電源管理技術(shù)，N570在峰值利用率下，每1GHz的 計算任務(wù)所用電源不足1瓦。”

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