Wirtualne procesory

Koncepcja równoczesnego działania aplikacji nie jest nowa. Procesory Pentium 4 6x2 pozwalają na uruchamianie ich na osobnych, wirtualnych partycjach, a nawet na "jednoczesne" działanie kilku systemów operacyjnych.

Nowe możliwości najbardziej zaawansowanych procesorów Intela o architekturze x86 zastosowano najpierw w serwerach, a niedługo potem w najszybszych procesorach do komputerów osobistych. Nowe Pentium 4, czyli modele 672 oraz 662, pracuje z częstotliwością 3,8 oraz 3,6 GHz i zwykle oferują taką samą wydajność, jak układy 670 i 660. Są jednak wyposażone w opracowywane przez kilka lat rozszerzenie Virtualization Technology (nazwa wersji roboczej Vanderpool Technology).

Intel Virtualization Technology wymaga komputera z nowym procesorem, zestawem układów sterujących, odpowiednim BIOS-em oraz oprogramowania typu Virtual Machine Monitor (VMM). Obecnie dostępne są wszystkie składniki z wyjątkiem VMM, ale Intel współpracuje zarówno z VMWare (autorem Vmware Workstation), jak i Microsoftem (Virtual Server 2005 R2) nad przygotowaniem programów, które będą korzystały z VT. Należy się spodziewać, że pierwsze wersje pojawią się w sprzedaży detalicznej na wiosnę 2006 r.

Co to jest VT

W odróżnieniu od dotychczasowych rozwiązań, bezpośredni dostęp do sprzętu ma nie system operacyjny, ale oprogramowanie VMM na zasadach określonych przez użytkownika. Zarządza ono dostępem do wszystkich zasobów sprzętowych, dzięki czemu może rozwiązywać konflikty w żądaniach dostępu zgłaszanych przez różne systemy.

Stosowane dotychczas oprogramowanie, przede wszystkim systemy operacyjne, korzystało z kilkunastu uprzywilejowanych instrukcji, które mogły odwoływać się bezpośrednio do sprzętu. Gdy równocześnie pracowało kilka systemów, mogło dochodzić do konfliktów, a nawet zablokowania komputera. Rozwiązaniem byłoby odpowiednie przygotowanie nowych wersji systemów operacyjnych tak, by nie powodowały konfliktów, czyli tzw. parawirtualizacja, ale wymaga to napisania ich na nowo. Drugie rozwiązanie to próba wychwytywania "w locie" tych instrukcji i wstawiania odpowiednich danych, ale to z kolei znacznie ogranicza wydajność. Virtualization Technology nie wymaga modyfikowania systemów operacyjnych i nie zmniejsza ich wydajności.

Jak działa VT?

Wirtualizacja jest od kilku lat wykorzystywana w procesorach IBM czy SUN Microsystems, ale w układach do komputerów domowych zastosowano ją po raz pierwszy. Virtualization Technology jest swego rodzaju odpowiedzią na pojawienie się wielowątkowych aplikacji. Gdy jest konieczne przełączenie systemu bądź aplikacji, procesor nie przerywa natychmiast wykonywania danego wątku, ale czeka na jego zakończenie. Dzięki temu nie trzeba przerzucać zawartości rejestrów do pamięci, a potem ich przywracać, co zmniejsza wydajność. Każde odwołanie do pamięci RAM to około 200-300 cykli przestoju procesora, kilkadziesiąt rejestrów, to kilka do kilkunastu tysięcy bezużytecznych cykli. Wykorzystanie techniki wirtualizacji pozwala na skończenie wątku, co może zająć kilkadziesiąt-kilkaset taktów procesora, a więc znacznie mniej.

VT bardzo dobrze sprawdzi się w serwerach. Można na przykład jednocześnie uruchomić dwie kopie serwera danych. Zazwyczaj działa tylko jedna, ale w wypadku awarii uruchamiana jest druga. Przełączenie między wirtualnymi serwerami będzie znacznie szybsze i w praktyce niezauważalne dla użytkowników.

Załóżmy, że dany serwer obsługuje dwa systemy operacyjne. Jeden z nich jest przeznaczony do transakcji online, w większości przeprowadzanych w ciągu dnia, a drugi służy do tworzenia kopii bezpieczeństwa, co robi się zazwyczaj w nocy, gdy serwer pracujący online nie jest zbyt obciążony. Z pomocą VT można lepiej wykorzystać możliwości serwera, a więc zredukować koszty i równomierniej wykorzystać moc obliczeniową serwerów zainstalowanych w danej firmie.

Wirtualizacja w pececie

Powyższe przykłady działania Virtualization Technology dotyczyły serwerów i aplikacji serwerowych. Jakie znaczenie dla zwykłego użytkownika peceta będzie mieć VT?

Komputery z nowymi procesorami będą bezpieczniejsze dzięki możliwości uruchamiania aplikacji na całkowicie odizolowanych od siebie partycjach. Łatwiej będzie nimi zarządzać, bo uprawniona osoba zyska całkowitą kontrolę nad częścią komputera w celu serwisowania lub zabezpieczenia systemu.

Procesor Intel Pentium 4 672 kosztuje w hurcie (partie po 1000 sztuk) 605 dolarów, a model 662 - 401 dolarów.

Cena ok. 2000-2500 zł.

Informacje http://www.intel.com


Zobacz również