問(wèn)：虛擬機(jī)技術(shù)是近些年來(lái)IT業(yè)界非常熱的一個(gè)領(lǐng)域，無(wú)論是硬件廠商還是軟件廠商都很積極地參與其中。據(jù)了解，您目前正擔(dān)負(fù)著國(guó)家973計(jì)劃中的"計(jì)算系統(tǒng)虛擬化基礎(chǔ)理論與方法研究"研究項(xiàng)目，那么從您的角度看AMD四核處理器在虛擬機(jī)技術(shù)上有什么樣的吸引力？

金海：很顯然，大家之所以希望虛擬化幫助提升IT基礎(chǔ)設(shè)施的效率，那么打破"每臺(tái)服務(wù)器一種應(yīng)用"的模式，根據(jù)工作負(fù)載或維護(hù)安排遷移虛擬機(jī)就是它最有吸引力的地方，它將一臺(tái)計(jì)算機(jī)分成多個(gè)獨(dú)立的虛擬機(jī)，能夠同時(shí)支持多種不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用。

如果在一個(gè)硬件系統(tǒng)上運(yùn)行多個(gè)虛擬機(jī)，那么如何保證從最底層的CPU到最上層的應(yīng)用之間，物理機(jī)與虛擬機(jī)之間的高速高效的數(shù)據(jù)交換，以及虛擬機(jī)之間的高隔離度就成了重要課題。我們通過(guò)研究VMware和Xen這樣在Windows和Linux操作系統(tǒng)上的典型虛擬機(jī)產(chǎn)品，可以知道相較傳統(tǒng)的進(jìn)程遷移，虛擬機(jī)遷移的具有很大優(yōu)勢(shì)但同時(shí)帶來(lái)不少挑戰(zhàn)，例如在內(nèi)存遷移、網(wǎng)絡(luò)連接保持、用戶數(shù)據(jù)遷移和虛擬機(jī)本身的效率等問(wèn)題上還有提升空間。而這就需要有從底層硬件、固件到軟件的同步提升，巴塞羅那就從CPU底層提供了良好的硬件支持。

例如DEV（Device Exclusion Vector）技術(shù)可以在內(nèi)存中創(chuàng)建保護(hù)域，通過(guò)拒絕未經(jīng)授權(quán)的內(nèi)存訪問(wèn)請(qǐng)求，使得設(shè)備在未經(jīng)授權(quán)的情況下，不得訪問(wèn)內(nèi)存頁(yè)面。實(shí)現(xiàn)了在硬件中嵌入安全性，從而提高虛擬機(jī)效率。

此外，為了提升虛擬機(jī)與物理機(jī)之間的數(shù)據(jù)傳送及翻譯轉(zhuǎn)換，巴塞羅那中使用了帶標(biāo)簽的 TLB（Translation Look-aside Buffer，地址轉(zhuǎn)換后備緩沖器，它是 CPU 中的一個(gè)表，用于存儲(chǔ)最近使用的從虛擬到物理內(nèi)存翻譯記錄），使得在多個(gè)虛擬機(jī)同時(shí)運(yùn)行時(shí)，在內(nèi)存地址中切換時(shí)可以令Hypervisor知道TLB與虛擬機(jī)之間的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，從而提高虛擬機(jī)性能。

用戶歡迎更多元的結(jié)構(gòu)

問(wèn)：在全球TOP500排名中，出現(xiàn)了越來(lái)越多的基于AMD處理器的系統(tǒng)，而且有消息說(shuō)IBM、Cray和Sun三大廠商都將采用巴塞羅那作為千萬(wàn)億次HPC的搭建平臺(tái)，這也引起了很多研究者的注意。您如何看待這一趨勢(shì)？

金海：總結(jié)起來(lái)，AMD的新一代處理器的重要貢獻(xiàn)來(lái)自于三個(gè)方面，即獨(dú)特的系統(tǒng)架構(gòu)，優(yōu)勢(shì)的內(nèi)存性能與控制，以及在虛擬化領(lǐng)域里的一系列新設(shè)計(jì)。在這三方面AMD都提供了較好的方案，例如有彈性的直連架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了線性的性能提升，所需要解決的問(wèn)題越大，越復(fù)雜，直連架構(gòu)的優(yōu)勢(shì)就越大等。

作為高性能計(jì)算領(lǐng)域里的研究人員，我們當(dāng)然希望能夠有更多新的技術(shù)、新的設(shè)計(jì)和新的突破點(diǎn)出來(lái)，滿足許多領(lǐng)域?qū)τ诟咝阅苡?jì)算的需求。具體到即將開(kāi)始的ChinaGrid網(wǎng)格二期工程，我們也希望看到在6個(gè)核心計(jì)算節(jié)點(diǎn)和40個(gè)高校計(jì)算節(jié)點(diǎn)中，有更多來(lái)自不同廠商的產(chǎn)品，讓更多性價(jià)比良好的系統(tǒng)能被各個(gè)領(lǐng)域的研究者使用到。

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