相识假造化硬件支持
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芯片制造商英特尔、Advanced Micro Devices(AMD)和ARM公司陈设了指令集扩展，以使硬件支持假造化，但个中所涉及的代码和首字母缩略词很难领略。 恒久以来，硬件支持一向是假造化不行或缺的要求，硬件支持可使选定的假造机打点措施可以或许以硬件时钟速率处理赏罚伟大的指令权限转换以及打点假造化内存资源。 指令集扩展可为假造化提供硬件支持，指令集扩展是指添加处处理赏罚器和其他芯片的整套新晶体管，它可带来新成果以及直接处理赏罚特定的新指令。假如没有这种扩展，假造化所需的成果和使命将必要软件仿真，而这凡是过于繁琐且低效，无法处理赏罚重要的假造化使命。 假造化首要是一种计较勾当，它必要全面的内存打点和对特权会见的节制。因此，英特尔和AMD都在试图提供假造化支持–通过在其处理赏罚器中添加指令集扩展和一系列互补成果。
英特尔假造化技能(VT) 在2005年，英特尔推出Intel VT-x—基于两款奔驰4处理赏罚器，这也是英特尔第一次推出假造化硬件支持。VT-x添加了10条新指令，可建设和节制假造机(VM)。该假造化软件在假造执行模式运行，个中客户操纵体系具有完全权限，而不会滋扰受掩护和断绝的主机操纵体系。 在最初推出VT-x后，英特尔还推出特另外假造化技能，固然这些假造化技能不是特定的VT-x呼吁，但附加成果为英特尔处理赏罚器提供了更多的假造化成果。 2008年，英特尔增进了对扩展页表(EPT)的支持，这是英特尔陈设的二级地点转换(SLAT)或嵌套分页。 假造化必需将物理内存地点转换为假造内存地点。题目在于这种转换产生了两次：一次是针对主机VM，第二次是针对每个访客VM。这无疑会增进开销并低落机能。扩展页表等二级地点转换技能可改造内存打点和进步机能，首要是通过消除这种开销以及同时处理赏罚全部内存打点使命来实现。 2010年，英特尔开始支持不受限定的访客，也被称为IA-32e模式，这种模式使逻辑处理赏罚器和假造CPU可在处理赏罚器上以实模式运行。这使访客假造机通过行使本身的扩展页表可在裸机模式运行。VMware Workstation 14和Fusion 10等部门软件要求处理赏罚器支持IA-32e模式。 到2013年，，英特尔推出假造机节制布局(VMCS)阴影绘制。恒久以来，假造化面对的挑衅是嵌套题目，即在VM中运行VM。每个VM都行使独一的数据布局，当VM在VM中运行时，数据布局必需互换或变动。 在2013年之前，办理此题目的要领是缓存每个VMCS并行使软件来处理赏罚它们，但这个进程太费时并低落机能。而将VMCS阴影绘制添加处处理赏罚器可使VMCS处理赏罚越发高效并进步VM机能。 AMD假造化(AMD-V) AMD公司最初在2006年向其处理赏罚器系列的几款处理赏罚器添加了假造化支持所需的呼吁集扩展，包罗Athlon 64、Athlon 64 X2、Athlon 64 FX、Turion 64 X2以及部门Opteron、Phenom和Phenom II处理赏罚器。AMD-V呼吁使开拓职员可以或许编写软件以建设和节制VM，支持行使假造机打点措施。 随后AMD又以快速假造化索引的情势向部门K10和Phenom II处理赏罚器增进了二级地点转换或嵌套分页支持以进步物理到假造内存转换的机能，这在成果上与英特尔的扩展页表完全沟通。 ARM假造化 回收RISC架构的处理赏罚器已开始陈设假造化支持。切合行业尺度的ARM架构版本8(即ARMv8-A)此刻支持假造化成果，使ARM芯片可以或许运行多个VM，且每个VM都有差异的操纵体系。 ARMv8.1引入了假造化主机扩展(VHE)，它为Type 2假造机打点措施提供了加强支持。 ARMv8.1-VHE还提供基当地点转换，另一方面，ARMv8.3-NV增进了对嵌套假造化的支持。 ARM处理赏罚器凡是行使精简指令集，这必要更少的能量和冷却，由于晶体管数目很是少，并且，因为其回收更简朴的处理赏罚器计划，它们凡是可以提供更好的机能。ARM芯片恒久以来一向陈设在嵌入式体系和处事器中，用于处理赏罚根基的大容量事变负载，譬喻Web处事器。 此刻，在添加假造化硬件支持后，ARM体系可承载更多事变负载，这使其开始吸引更多人的存眷，出格是吸引那些极其复杂的数据中心。 英特尔APICv和AMD AVIC 处理赏罚器凡是会行使间断，使体系可以或许被实际天下的变乱间断，譬喻键盘信号或体系前提。可是，大量间断也许会影响假造化体系的机能，不绝要求事变负载遏制并守候CPU办理体系中正在产生的其他工作。 间断假造化的观念，通过排序和分列间断可减轻这些隐藏的机能影响。排序使体系可以或许按照优先级办理间断，而分列则让体系守候最吻合的时刻来办理间断题目。总体而言，这些技能可最大限度地低落间断对假造化情形的机能影响。 在2012年，英特尔和AMD都增进了间断假造化。AMD回收的是高级假造间断节制器(AVIC)，该节制器提供在后期型号的Carrizo处理赏罚器中。而英特尔则行使高级可编程间断节制器假造化(APICv)，该假造化最早呈此刻2013年和2014年的多款Xeon E5处理赏罚器中。 在2019年，除部门Intel Atom型号外，险些全部首要处理赏罚器型号都具有假造化硬件支持。譬喻，Atom处理赏罚器的Diamondville，Pineview和Cedarview变体不支持Intel-VT。 默认环境下，假造化支持并非始终启用。某些体系主板要求打点员在软件可行使假造化成果之前启用体系固件(BIOS)中的假造化成果。 在这个由三部门构成的系列文章的第二部门中，我们将先容每个首要的GPU扩展。 【编辑保举】
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