虛擬化性能提升

每一代新的至強(qiáng)芯片都會(huì)減少虛擬機(jī)的進(jìn)入(VMentry)和退出?(VMexit)操作周期，但還有一種降低硬件虛擬化資源代價(jià)的方法就是盡量避免VMexits。其中導(dǎo)致VMexits和VMentry的主因就是中斷。由于外部中斷，客戶OS需要檢查哪類中斷享有優(yōu)先權(quán)，并通過(guò)檢查APIC?Task?Priority?Register(TPR)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

APIC.TPR虛擬化

英特爾早在2008年的時(shí)候就在至強(qiáng)7400上引入了一種外部中斷的優(yōu)化方案，它主要是借助英特爾的VT?FlexPriority來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)確認(rèn)虛擬化APIC?TPR推出虛擬備份，客戶OS無(wú)需VMexit即可讀取寄存器。

Ivy?Bridge內(nèi)核通過(guò)“內(nèi)部”中斷可以減少VMexits。虛擬化處理器需要訪問(wèn)APIC寄存器，而寄存器是要求VMexit的。很顯然，當(dāng)前的Virtual?Machine?Monitors?不能很好的解決此類問(wèn)題，因?yàn)槊總€(gè)退出需要耗時(shí)2000-7000個(gè)周期，周期次數(shù)較多。解決出路是Advanced?Programmable?Interrupt?Controller?virtualization?(APICv)，新的至強(qiáng)處理器通過(guò)微代碼可以被客戶OS讀取到，而無(wú)需VMexit。

與此相關(guān)的，Sandy?Bridge引入了對(duì)更大頁(yè)面VT-d的支持，但實(shí)際上仍然會(huì)分成4KB的頁(yè)面大小。Ivy?Bridge在VT-d中完全能夠支持大頁(yè)面。

在虛擬化特性上，至強(qiáng)E5-2600?v2對(duì)服務(wù)器虛擬化的CPU占有率更少，性能方面接近于物理性能。此外，至強(qiáng)E5-2600?v2還對(duì)一些特殊的應(yīng)用做了優(yōu)化，比如在高性能計(jì)算方面和至強(qiáng)Phi之間更好的結(jié)合和應(yīng)用，新擴(kuò)展的指令集對(duì)于高性能計(jì)算相關(guān)的應(yīng)用也特別有幫助。

另外一個(gè)很重要的改進(jìn)是“FS和GS基址寄存器快速訪問(wèn)”，寄存器在當(dāng)代的64位OS尋址系統(tǒng)中不需要使用(除了二進(jìn)制VMM)這一點(diǎn)已經(jīng)令我們印象頗受，但對(duì)于大批量線程的服務(wù)器工作負(fù)載的“關(guān)鍵優(yōu)化”的承諾，使得至強(qiáng)E5-2600?V2更具誘惑。

總結(jié)

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