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分身有“术”
—硬件虚拟化技术步入桌面和x86架构服务器
在x86架构领域,处理器主频的追逐已经不足以吸引太多的关注目光,新兴的平台化概念似乎更预示了核心处理器厂
商的长远发展之计。英特尔已经推出了一系列的基础平台技术,包括iAMT、HT、VT、LT等,这些技术的一个普遍特征就是嵌入了处理器、芯片组等硬件系统,突出平台化的概念。从AMD公司来看,说法上虽有不同,但其OPMA开放平台管理规范的出台,以及即将加入其64位处理器内部的Pacifica虚拟化技术,无不也是在平台化的道路上用心铺垫着……
众所周知,在大型机和高端服务器上,提供同时执行多种操作系统和应用软件是相当有用的功能,事实上,目前在IBM、Sun、HP的大型主机及Unix服务器系统上,为实现这种功能的虚拟化技术已经是标准化的特性。英特尔与AMD目前则是试图要将这项技术推展到各自的Xeon、安腾、Opteron及Athlon64等x86芯片平台上。而且,他们认为不仅仅是需要把这项功能延伸到低端x86架构服务器,个人电脑也同样会期待该功能。
虚拟化技术进驻PC,或许可以称得上是个人电脑年代最重要的架构变化。今年3月份的美国IDF上,英特尔正式宣布在年内将先前代码为Vanderpool(VT)的虚拟化技术带入桌面平台。紧接着,AMD也表示要将Pacifica虚拟化技术带入AMD64桌面平台。在此之前,尽管IBM在大型主机和服务器中实现了硬件级的虚拟化技术,而Microsoft、VMware等公司也推出了可以在不同虚拟化分区上运行不同操作系统的软件方案,但在台式机平台上实现硬件级的虚拟化技术还是首次。
与硬件方案相比,通过软件方式实现虚拟化,其效率和灵活性要受到一定的影响,用户用于购买软件的使用成本也会较高。对于软件方案来说,操作系统和应用程序有可能因为不知道虚拟机监视器软件的存在而锁死CPU。
随着双核和多核技术的出现,处理器的性能和功能将越来越强大,而用户使用电脑的模式也向多种平台和多操作系统混合应用的方向发展:对商业用户来讲,虚拟化的主要好处是客户端定位和恢复,帮助减少宕机时间和简化系统迁移工作;而对于消费用户则可以同时运行多项娱乐应用,如在不同的地点同时进行PVR和游戏任务等。
除了适合多操作系统平台的混合应用以外,虚拟化还可以很方便、高效地实现负载隔离、整合、迁移和嵌入式应用。
英特尔
虚拟化平台的组成
讲到虚拟化,首先有一个重要的概念就是VM(Virtual Machine,虚拟机)。每个虚拟机是一个客户软件环境,支持一组操作系统和相应的软件。
实际的硬件平台通过VMM(Virtual Machine Monitor,虚拟机监视器)与各虚拟机打交道,VMM是建立在处理器、芯片组硬件平台上的一层系统软件,其作用是允许多操作系统共享共同的硬件平台,并且允许应用程序不经修改即能运行在多VM环境中(参见图1)。VMM控制CPU和所有的硬件资源。
英特尔的VT技术为VMM软件提供了控制IA-32处理器的机制。VMCS(Virtual-Machine Control Structure,虚拟机控制架构)是VT技术实现很重要的基础:VMCS用来存储与VMM有关的CPU状态和控制VT-x的各种功能。但是对VMCS的不能直接访问,通过VMREAD/VMWRITE指令来间接访问VMCS。
目前英特尔的VT技术能够支持HT、双核和EM64T技术等其他平台技术。
英特尔目前已经公布了其虚拟化VT技术的详细信息:VT面世时将拥有两个版本——VT-i和VT-x技术。其中VT-x是应用于台式机和X86服务器平台上的虚拟化技术,而VT-i则是安腾平台上的虚拟化技术。2005年,VT会在桌面和安腾平台上出现,Xeon平台和移动平台上的VT技术将于2006年问世。
在今年3月的春季IDF上,英特尔宣布包括微软、日立(Hitachi)、Novell、Red Hat、VMware及XenSource等在内的公司都将对其VT技术提供支持。这对VT的推进是一个好消息。
值得期待的AMD Pacifica虚拟化技术
AMD早已在酝酿发布其Pacifica虚拟化技术的细节规范,以便尽早让软件厂商可着手进行相关功能的规划和开发。虽然没有实现预期的3月底发布,但在3月30日,AMD在得克萨斯州奥斯汀举行的“Reviewer's Day”活动上还是向虚拟化独立软件厂商和分析人员展示了这种技术。这也算是AMD在4月份正式推出Pacifica虚拟化技术规范之前首次公开展示了这种用于服务器和桌面处理器的技术。这种技术能够让多个操作系统和应用程序在配置同一处理器系统的独立分区中运行,把一台计算机系统变成多台“虚拟”的计算机系统。
目前,若要在x86电脑上以独立的分区来执行多操作系统,还需要诸如VMware或微软Virtual Server等一类相当复杂的软件来建立软件虚拟机(VM)。另一种选择是目前在开放原码市场里逐渐兴起的“hypervisor(管理程序)”,如XenSource。这样会让处理器内的虚拟化更加容易。AMD表示,在Pacifica技术方面,AMD已经与Microsoft、VMware以及XenSource达成合作伙伴关系。而且,从AMD目前对Pacifica技术的展示来看,其独特的直联架构确实也使虚拟化更加有效。
据AMD透露,Pacifica技术预计在2006年加入处理器内,相比较于英特尔的Vanderpool技术稍晚一些。此前,有不少分析人士猜测这两种技术可能会存在互不兼容的问题,也让软件厂商产生不少疑虑。在这次发布的时候,AMD明确表示,Pacifica技术与Vanderpool非常类似,软件厂商完全没有必要担心所开发软件在两种平台上的兼容性。
管理有方
—x86平台管理技术浮出水面
iAMT强调主动管理
iAMT(Active Management Technology,主动管理技术)是英特尔在今年春季IDF上提出的一项新的平台管理技术。
iAMT构架是处于芯片组、网络控制器和处理器之间的一条特殊接口,处理器通过该接口开启AMT功能来连接相应的管理和安全软件,还能够在客户端增加嵌入式监控模块。iAMT更重要的一点是它还可以作为一个独立于现有操作系统的子系统出现,可以在操作系统本身瘫痪的时候进行系统监控和远程管理。
iAMT技术主要解决的问题是对那些远离IT管理维护人员的系统进行远程的修复和维护。借助于 iAMT,系统管理员可以远程安装设置操作系统,下载升级软件,甚至在远端关闭系统,操作系统瘫痪或者硬盘出现故障时仍旧完成故障调查以及修复工作。
英特尔同时还声称已经有多家软件公司开始开发支持iAMT技术的管理和安全软件产品,包括 BMC、LANDesk、Novell、Symantec、Trend Micro等多家著名公司。
AMD OPMA倡导开放平台管理
3月3日, AMD公司发布了其开放平台管理架构(OPMA)规范。该规范定义了服务器平台及其服务器管理子系统之间的通用硬件接口,将为设计商用服务器产品的硬件厂商提供更灵活的系统管理方式,而且也为服务器的升级提供了一种更好的途径。
目前,IT管理人员、服务器OEM厂商以及主板制造商面临的最大挑战之一就是缺乏用于嵌入式系统管理的通用接口标准。公开的OPMA规范则为一个灵活的、模块化的、基于板卡的平台管理系统定义了连接器、电气、机械和固件接口。具体来说,OPMA定义了一个强大的连接器级接口,从而让各种各样的管理子系统能够以一种标准的方式添加到服务器主板。OPMA连接器提供了管理组件之间的接口,这些组件包括基板管理控制器设备(BMC)、网络接口控制器(NIC),以及传感器设备和系统微处理器之间的标准化系统总线。OPMA功能卡所包含的BMC固件能够与BIOS、驱动程序、管理套装软件、服务器管理框架和操作系统等软件通信。该规范适用于目前运行AMD 64位Opteron和Athlon处理器的主板。
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