英特尔VT-D:虚拟化性能加速器
VT-D(直接I/O虚拟化技术)是一项革命性技术,可释放全球硬件资源虚拟化,可以直接访问虚拟机,突破了传统虚拟化技术的性能瓶颈。简单来说,VT-D允许主机将某些设备的直接控制权授予虚拟机,让虚拟机以独占的方式使用这些资源,性能几乎相当于直接将硬件连接到虚拟机的扩展上slot,就像物理机一样(就好像直接连接一样)。该技术的主要优点是可以大大降低虚拟化平台软件层的性能消耗,提高效率,特别是对于网络和存储性能要求非常高的场景,比如服务器中的网卡分配和磁盘控制到本机。
在流行的个人虚拟化软件中,例如VirtualBox和VMwareWorkstation,VT-D的效果可能并不明显,因为它们运行在操作系统之上。然而,在企业级服务器环境中,例如专门为全硬件虚拟化设计的平台VMwarevSphere,VT-D的技术价值就更加重要。通过您对vSphere的亲身体验,您将能够更直观地了解VT-D如何提高实时操作中的性能,提高服务器响应速度和处理能力。
VT-D的推出代表着虚拟化技术从理论上的可能性向性能提升现实的转变,它代表的不仅仅是技术上的升级,更是一次升级。效率和绩效改进的驱动因素。对于追求极致性能的用户和组织来说,VT-D无疑是打开性能宝库的钥匙,帮助他们在虚拟世界中取得成功。
IntelVT-d技术是一种基于北桥芯片的硬件辅助虚拟化技术,通过在北桥芯片中提供集成的DMA和IRQ虚拟化硬件,IntelVT-d实现了一种新的I/O虚拟化方法。提高虚拟环境中的I/O可靠性、灵活性和性能。
传统的IOMMU(I/O内存管理单元,I/O内存管理单元)提供了一种集中的方式来管理所有DMA——除了传统的内部DMA。还包括特殊的DMA,例如AGPGART、TPT、RDMAoverTCP/IP等。它区分内存地址范围内的设备,因此实现起来很容易,但要实现DMA隔离并不容易。因此,VT-d更新了设计模型。IOMMU架构。实现多个DMA保护区的存在,最终实现DMA虚拟化。该技术也称为DMARmapping。
VT-d实现的中断重映射可以支持所有I/O源,包括IOAPIC,以及所有中断类型,例如普通MSI和MSI-X扩展。
VT-d做了很多改变,比如硬件缓冲、地址转换等。通过这些各种措施,VT-d实现了北桥芯片级I/O设备的虚拟化。VT-d最终体现在虚拟化模型上的是增加了两种新的设备虚拟化方式:
直接I/O设备分配,虚拟机直接将物理I/O设备分配给虚拟机。在此模型中,虚拟机内的驱动程序直接与硬件设备通信,仅需要少量(如果有)VMM管理。为了系统的稳健性,需要硬件虚拟化支持来隔离和保护仅供指定虚拟机使用的硬件资源。硬件还必须具有多个I/O容器分区,以便同时为多个虚拟机提供服务。几乎完全消除了在VMM中运行驱动程序的需要。比如CPU,虽然CPU不是通常意义上的I/O设备,但它确实是通过这种方式分配给虚拟机的。当然,CPU资源仍然由VMM管理。
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