云計(jì)算大行其道 CPU虛擬化推波助瀾
虛擬化已經(jīng)從數(shù)據(jù)中心的新技術(shù)變成了主流技術(shù)。Gartner預(yù)測(cè)到2016年,x86硬件支持的80%工作負(fù)荷將轉(zhuǎn)移到虛擬機(jī)上運(yùn)行。以前通常一個(gè)數(shù)據(jù)中心中會(huì)存在大量利用不足的服務(wù)器,購(gòu)買和管理這些設(shè)備耗費(fèi)大量時(shí)間和資金成本,還不包括供電和散熱。虛擬化有助于減輕這些負(fù)擔(dān),通過(guò)把物理機(jī)轉(zhuǎn)化成虛擬機(jī),從而降低企業(yè)硬件采購(gòu)和管理成本,以及數(shù)據(jù)中心的占地面積。
全球各大服務(wù)器提供商在云服務(wù)器及虛擬化軟件的研發(fā)上都加足馬力,市場(chǎng)上也出現(xiàn)了不少虛擬化技術(shù)產(chǎn)品,這些產(chǎn)品在虛擬化架構(gòu)、CPU虛擬化、內(nèi)存虛擬化、客戶0S及虛擬機(jī)遷移、存儲(chǔ)遷移等多項(xiàng)虛擬化技術(shù)上都有各自的優(yōu)勢(shì)與特點(diǎn)。虛擬化技術(shù)是一套解決方案,完整的情況需要CPU、主板芯片組、BIOS和軟件的支持,例如虛擬機(jī)監(jiān)視器軟件或者某些操作系統(tǒng)本身。
此外,即使只是CPU支持虛擬化技術(shù),在配合虛擬機(jī)監(jiān)視器軟件情況下,也會(huì)比完全不支持虛擬化技術(shù)的系統(tǒng)有更好的性能。比如芯片廠商AMD在其全部處理器中均采用AMD虛擬化(AMD-VTM)技術(shù),這是一套為了更好地利用資源而設(shè)計(jì)的向x86系統(tǒng)架構(gòu)的硬件擴(kuò)展。AMD-VTM包括對(duì)x86指令集的擴(kuò)展,使軟件更高效地創(chuàng)建虛擬機(jī)并實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)間的切換,以改善應(yīng)用程序的響應(yīng)性,實(shí)現(xiàn)虛擬機(jī)對(duì)設(shè)備的直接訪問(wèn),從而繞過(guò)虛擬機(jī)管理程序,獲得更好的應(yīng)用程序性能、完整性和安全性。
近年來(lái),云計(jì)算可謂是大勢(shì)所趨。隨著處理器技術(shù)、分布式技術(shù)、虛擬化技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,云計(jì)算應(yīng)運(yùn)而生,這是一種能夠提供動(dòng)態(tài)資源池、虛擬化和高可用性的下一代計(jì)算平臺(tái)。
云計(jì)算利用服務(wù)器虛擬化技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)虛擬機(jī)的部署和配置,通過(guò)對(duì)虛擬機(jī)的快速部署和實(shí)時(shí)遷移能大大提高系統(tǒng)的效能,還可通過(guò)對(duì)虛擬機(jī)資源的調(diào)整來(lái)實(shí)現(xiàn)軟件系統(tǒng)的可伸縮性,確保系統(tǒng)能迅速?gòu)墓收现谢謴?fù)并繼續(xù)提供服務(wù),提高了系統(tǒng)的可靠性與穩(wěn)定性。
服務(wù)器虛擬化技術(shù)實(shí)現(xiàn)了將高負(fù)載節(jié)點(diǎn)中的某些虛擬機(jī)實(shí)時(shí)遷移到低負(fù)載的節(jié)點(diǎn),把多個(gè)低負(fù)載的虛擬機(jī)合并到一個(gè)物理節(jié)點(diǎn),并將多余的空閑物理節(jié)點(diǎn)關(guān)閉,以提高資源的使用效率,使負(fù)載達(dá)到均衡,從而使上層應(yīng)用的性能得到了保障,同時(shí)還達(dá)到了減少能耗的目的。
據(jù)了解,AMD最新的皓龍6200系列處理器采用世界上首款模塊化的x86處理器內(nèi)核設(shè)計(jì),提供了多達(dá)16顆核心,是首款具備多線程浮點(diǎn)單元的處理器和首款支持FMA和XOP指令集的處理器,為虛擬化進(jìn)一步增強(qiáng)可擴(kuò)展性,內(nèi)存帶寬增加73%,使服務(wù)器可以管理更多虛擬機(jī)并應(yīng)付更高的負(fù)載,降低了單臺(tái)虛擬機(jī)的成本。這些新特性能夠給HPC、數(shù)據(jù)中心、虛擬化,尤其是正在興起的Web和云計(jì)算等高度線程化的工作負(fù)載,帶來(lái)高性能、高擴(kuò)展性和高效等優(yōu)勢(shì)。
一般來(lái)說(shuō),一個(gè)處理器核心越多就越適合支持虛擬機(jī)。具有高核心密度的處理器有助于提高“合并率”,可以衡量每臺(tái)物理服務(wù)器上存儲(chǔ)的虛擬機(jī)數(shù)量。高合并率反過(guò)來(lái)可降低必須購(gòu)買的生產(chǎn)和備份主機(jī)硬件數(shù)量,從而把資本支出降至最低。
另外,更高的合并率通過(guò)減少必須管理的物理設(shè)備數(shù)量,還可幫助降低運(yùn)營(yíng)費(fèi)用;同時(shí),高核心密度提高了虛擬環(huán)境的性能。雖然性能很大程度上取決于工作負(fù)荷,但專用核心常常會(huì)提供更多的處理能力,因此虛擬化的工作負(fù)荷比多線程共享相同的CPU組件的工作負(fù)荷表現(xiàn)更好。
未來(lái),隨著刀片服務(wù)器技術(shù)的不斷發(fā)展,數(shù)據(jù)中心將會(huì)越來(lái)越多的使用刀片服務(wù)器取代原有的機(jī)架服務(wù)器和塔式服務(wù)器。把虛擬機(jī)托管在帶有低功耗處理器的服務(wù)器上,有助于降低能源費(fèi)用。它還能通過(guò)降低數(shù)據(jù)中心的散熱要求來(lái)間接地減少能源費(fèi)用。耗電減少意味著產(chǎn)生更少的熱量,也就減少了散熱基礎(chǔ)設(shè)施的負(fù)荷。