詳細討論究竟什么是虛擬化技術(shù)

虛擬化是一個(gè)廣義的術(shù)語(yǔ)，在計算機方面通常是指計算元件在虛擬的基礎上而不是真實(shí)的基礎上運行。虛擬化技術(shù)可以擴大硬件的容量，簡(jiǎn)化軟件的重新配置過(guò)程。CPU的虛擬化技術(shù)可以單CPU模擬多CPU并行，允許一個(gè)平臺同時(shí)運行多個(gè)操作系統，并且應用程序都可以在相互獨立的空間內運行而互不影響，從而顯著(zhù)提高計算機的工作效率。

虛擬化技術(shù)與多任務(wù)以及超線(xiàn)程技術(shù)是完全不同的。多任務(wù)是指在一個(gè)操作系統中多個(gè)程序同時(shí)并行運行，而在虛擬化技術(shù)中，則可以同時(shí)運行多個(gè)操作系統，而且每一個(gè)操作系統中都有多個(gè)程序運行，每一個(gè)操作系統都運行在一個(gè)虛擬的CPU或者是虛擬主機上;而超線(xiàn)程技術(shù)只是單CPU模擬雙CPU來(lái)平衡程序運行性能，這兩個(gè)模擬出來(lái)的CPU是不能分離的，只能協(xié)同工作。

虛擬化技術(shù)也與目前VMware Workstation等同樣能達到虛擬效果的軟件不同，是一個(gè)巨大的技術(shù)進(jìn)步，具體表現在減少軟件虛擬機相關(guān)開(kāi)銷(xiāo)和支持更廣泛的操作系統方面。

純軟件虛擬化解決方案存在很多限制。“客戶(hù)”操作系統很多情況下是通過(guò)VMM(Virtual Machine Monitor，虛擬機監視器)來(lái)與硬件進(jìn)行通信，

由VMM來(lái)決定其對系統上所有虛擬機的訪(fǎng)問(wèn)。(注意，大多數處理器和內存訪(fǎng)問(wèn)獨立于VMM，只在發(fā)生特定事件時(shí)才會(huì )涉及VMM，如頁(yè)面錯誤。)在純軟件虛擬化解決方案中，VMM在軟件套件中的位置是傳統意義上操作系統所處的位置，而操作系統的位置是傳統意義上應用程序所處的位置。這一額外的通信層需要進(jìn)行二進(jìn)制轉換，以通過(guò)提供到物理資源(如處理器、內存、存儲、顯卡和網(wǎng)卡等)的接口，模擬硬件環(huán)境。這種轉換必然會(huì )增加系統的復雜性。此外，客戶(hù)操作系統的支持受到虛擬機環(huán)境的能力限制，這會(huì )阻礙特定技術(shù)的部署，如64位客戶(hù)操作系統。在純軟件解決方案中，軟件堆棧增加的復雜性意味著(zhù)，這些環(huán)境難于管理，因而會(huì )加大確保系統可靠性和安全性的困難。

而CPU的虛擬化技術(shù)是一種硬件方案，支持虛擬技術(shù)的CPU帶有特別優(yōu)化過(guò)的指令集來(lái)控制虛擬過(guò)程，通過(guò)這些指令集，VMM會(huì )很容易提高性能，相比軟件的虛擬實(shí)現方式會(huì )很大程度上提高性能。虛擬化技術(shù)可提供基于芯片的功能，借助兼容VMM軟件能夠改進(jìn)純軟件解決方案。由于虛擬化硬件可提供全新的架構，支持操作系統直接在上面運行，從而無(wú)需進(jìn)行二進(jìn)制轉換，減少了相關(guān)的性能開(kāi)銷(xiāo)，極大簡(jiǎn)化了VMM設計，進(jìn)而使VMM能夠按通用標準進(jìn)行編寫(xiě)，性能更加強大。另外，在純軟件VMM中，目前缺少對64位客戶(hù)操作系統的支持，而隨著(zhù)64位處理器的不斷普及，這一嚴重缺點(diǎn)也日益突出。而CPU的虛擬化技術(shù)除支持廣泛的傳統操作系統之外，還支持64位客戶(hù)操作系統。

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VMM軟件或者某些操作系統本身。即使只是CPU支持虛擬化技術(shù)，在配合VMM的軟件情況下，也會(huì )比完全不支持虛擬化技術(shù)的系統有更好的性能。

兩大CPU巨頭Intel和AMD都想方設法在虛擬化領(lǐng)域中占得先機，但是AMD的虛擬化技術(shù)在時(shí)間上要比Intel落后幾個(gè)月。Intel自2005年末開(kāi)始便在其處理器產(chǎn)品線(xiàn)中推廣應用Intel Virtualization Technology(Intel VT)虛擬化技術(shù)。目前，Intel已經(jīng)發(fā)布了具有Intel VT虛擬化技術(shù)的一系列處理器產(chǎn)品，包括桌面平臺的Pentium 4 6X2系列、Pentium D 9X0系列和Pentium EE 9XX系列，還有Core Duo系列和Core Solo系列中的部分產(chǎn)品，以及服務(wù)器/工作站平臺上的Xeon LV系列、Xeon 5000系列、Xeon 5100系列、Xeon MP 7000系列以及Itanium 2 9000系列;同時(shí)絕大多數的Intel下一代主流處理器，包括Merom核心移動(dòng)處理器，Conroe核心桌面處理器，Woodcrest核心服務(wù)器處理器，以及基于Montecito核心的Itanium 2高端服務(wù)器處理器都將支持Intel VT虛擬化技術(shù)。

而AMD方面也已經(jīng)發(fā)布了支持AMD Virtualization Technology(AMD VT)虛擬化技術(shù)的一系列處理器產(chǎn)品，包括Socket S1接口的Turion 64 X2系列以及Socket AM2接口的Athlon 64 X2系列和Athlon 64 FX系列等等，并且絕大多數的AMD下一代主流處理器，包括即將發(fā)布的Socket F接口的Opteron都將支持AMD VT虛擬化技術(shù)。