Tweet
Intel VT-d ระบบอินพุตเอาต์พุตโดยตรงสำหรับเทคโนโลยีเสมือนจากอินเทล
แนวคิดของอินเทลที่มีต่อเทคโนโลยีเสมือน (Virtualization Technology) ก่อให้เกิดความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์ทั่วทั้งแพลตฟอร์มเพื่อจัดหาวิธีการที่ง่ายกว่าและแข็งแกร่งยิ่งขึ้นต่อสภาพแวดล้อมเสมือน นอกจากนี้ยังช่วยลดการใช้ทรัพยากรของซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมเสมือนในหลายกรณี
ความสำคัญของเทคโนโลยีเสมือนของระบบอินพุต/เอาต์พุต
เมื่อการใช้งานเทคโนโลยีเสมือนในศูนย์ข้อมูลเริ่มได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น เทคโนโลยีเสมือนสำหรับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตก็เริ่มมีความสำคัญเพิ่มขึ้นเพื่อเติมเต็มให้เทคโนโลยีเสมือนมีความสมบูรณ์ทั้งแพลตฟอร์ม รูปแบบการใช้งานแบบนี้ต้องการให้เครื่องเสมือน (VM, virtual machine) รวมทั้งทรัพยากรอินพุตและเอาต์พุตที่เกี่ยวข้องแยกเป็นอิสระจากเครื่องเสมือนอื่นอย่างชัดเจน การแยกกันอย่างชัดเจนช่วยป้องกันไม่ให้ปฏิบัติการของเครื่องเสมือนเครื่องหนึ่งรบกวนการทำงานของเครื่องเสมือนเครื่องอื่นเพื่อช่วยให้ระบบสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องมีความน่าเชื่อถือ
ระบบไอทีมีแนวโน้มที่จะรวบรวมงานเข้าด้วยกัน ทำให้มีเครื่องเสมือนหลายตัวทำงานบนเซิร์ฟเวอร์แต่ละตัวมากขึ้นและมีอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตสนับสนุนเพิ่มมากขึ้นเช่นกัน การใช้เทคโนโลยีเสมือนสำหรับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตด้วยซอฟต์แวร์ช่วยให้เกิดความยืดหยุ่นในแง่การใช้อุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตร่วมกันและไม่ผูกติดกับฮาร์ดแวร์
อย่างไรก็ดี การจำลองด้วยซอฟต์แวร์อาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงเมื่อมีการใช้ระบบอินพุตและเอาต์พุตเพิ่มขึ้นเนื่องจาก VMM (virtual machine monitor) ที่ทำหน้าที่สร้างเครื่องเสมือนมีการใช้ทรัพยากรของระบบในการจำลองอุปกรณ์ การควบคุมอุปกรณ์เสมือนด้วยซอฟต์แวร์หรือการตรวจดูการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง (DMA, Direct Memory Access) ของอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตก่อให้เกิดเรื่องที่ท้าทายว่าจะทำอย่างไรถึงสามารถทำให้เครื่องเสมือนแต่ละตัวและอุปกรณ์ที่กำหนดให้ไม่เกิดการรบกวนกัน ซึ่งด้วยความช่วยเหลือของฮาร์ดแวร์ร่วมกับซอฟต์แวร์ระบบช่วยให้สามารถสร้างกลไกที่จะแยกการทำงานของ DMA ออกจากกันได้อย่างสมบูรณ์
ด้วยแรงสนับสนุนของฮาร์ดแวร์ในการสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือนช่วยให้ซอฟต์แวร์ระบบสามารถกำหนดอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตให้กับ VM แต่ละตัวโดยตรงได้อย่างปลอดภัย การกำหนดโดยตรงด้วยความช่วยเหลือของฮาร์ดแวร์ช่วยขจัดการจำลองอินพุตและเอาต์พุตของ VMM อันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับ VM และช่วยให้อุปกรณ์ต่าง ๆ สามารถใช้ทรัพยากรของตัวเองร่วมกันกับ VM หลายตัว ความสามารถในการกำหนดอุปกรณ์ให้แก่ VM แต่ละตัวโดยตรงทำให้เราสามารถกำหนด VM หลายตัวให้กับอุปกรณ์ตัวเดียวกันโดยตรง
VT-d ของอินเทลทำหน้าที่จัดหาความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นเพื่อให้การสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือนมีความปลอดภัยมากขึ้น, ทำได้ง่ายขึ้นและแข็งแกร่งยิ่งขึ้น
เทคโนโลยีเสมือนสำหรับการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตโดยตรงของอินเทล
เทคโนโลยีเสมือนของอินเทลสำหรับการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตโดยตรง (Intel Virtualization Technology for Directed I/O, Intel VT-d) ขยายขอบเขตเทคโนโลยีเสมือนของอินเทลในการจัดหาความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์สำหรับเทคโนโลยีเสมือน Intel VT-d เป็นการต่อยอดจากการสนับสนุนเทคโนโลยีเสมือนสำหรับโปรเซสเซอร์ IA-32 (Intel® VT-x) และ Itanium® (Intel® VT-i) ด้วยการเพิ่มการสนับสนุนด้านฮาร์ดแวร์สำหรับการสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือน
Intel VT-d เป็นความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์ที่จัดหาความสามารถในการเทียบเคียงใหม่เพื่อใช้ควบคุมและตรวจสอบการเข้าถึง DMA และยังจัดการเรื่องการมอบหมายอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตโดยตรงที่อยู่ภายใต้การควบคุมของซอฟต์แวร์ระบบ กลไก Intel VT-d จัดหาระดับการแบ่งแยกที่จำเป็นเพื่อให้สภาพแวดล้อมเสมือนมีความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้นและใช้ได้อย่างราบรื่นมากขึ้น
การเทียบเคียงใหม่และการแบ่งแยก
Intel VT-d ใช้การเทียบเคียง DMA ใหม่เพื่อจำกัดการใช้งาน DMA ให้อยู่ในขอบเขตที่มีการกำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งเกี่ยวข้องกับขอบเขตหน่วยความจำทางกายภาพ ตรรกะของฮาร์ดแวร์ที่ทำหน้าที่เทียบเคียง DMA ใหม่ในชิพเซ็ตอยู่ระหว่างอุปกรณ์เสริมที่รองรับ DMA และหน่วยความจำทางกายภาพ
สถาปัตยกรรม Intel VT-d ช่วยให้ซอฟต์แวร์ระบบ (VMM หรือระบบปฏิบัติการในสภาพแวดล้อมจริง)สามารถสร้างขอบเขต DMA ที่มีการปกป้องไว้ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมอันเป็นเอกเทศที่มีการจัดสรรหน่วยความจำทางกายภาพบางส่วนไว้ (ดังแสดงในรูปที่ 1) ขอบเขต DMA ที่มีการปกป้องไว้สามารถแสดงถึงหน่วยความจำที่จัดสรรให้แก่ VM หรือหน่วยความจำ DMA ที่ไดร์เวอร์ของระบบปฏิบัติการซึ่งทำงานใน VM หรือในตัว VMM เองจัดสรรไว้ ซอฟต์แวร์ระบบจะกำหนดอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตแต่ละตัวให้แก่ขอบเขตที่มีการปกป้องไว้ ต่อจากนั้น ระบบจะทำการเทียบเคียงการเข้าถึง DMA ทั้งหมดจากอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตไปยังแอดเดรสทางกายภาพใหม่โดยพิจารณาจากขอบเขตที่มีการปกป้องไว้ของอุปกรณ์ และป้องกันการเข้าถึงหน่วยความจำนอกขอบเขตที่กำหนดไว้ การเทียบเคียงใหม่ยังช่วยให้อุปกรณ์ (หรือไดร์เวอร์)สามารถปฏิบัติการกับแอดเดรสของ VM แทนที่จะเป็นแอดเดรสของหน่วยความจำทางกายภาพ
รูปที่ 1 สถาปัตยกรรม Intel VT-d ทำให้สามารถจัดสรรหน่วยความจำให้แก่ขอบเขต DMA ที่มีการปกป้องไว้ สีในรูปแสดงขอบเขตที่ต่างกันที่ VMM เป็นผู้กำหนดขึ้นมา ระบบจะกำหนดอุปกรณ์แต่ละตัวให้แก่ขอบเขตเฉพาะที่มีการปกป้องไว้เพื่อความแน่ใจว่ามีการแบ่งแยกกันอย่างชัดเจน
เอนจินการเทียบเคียง DMA ใหม่ของ Intel VT-d ทำหน้าที่แปลแอดเดรส DMA ไปเป็นแอดเดรสทางกายภาพ และช่วยรับประกันว่าการเข้าถึง DMA อยู่ในขอบเขตหน่วยความจำที่กำหนดให้แก่อุปกรณ์ (รูปที่ 2) การเข้าถึง DMA ที่อยู่นอกขอบเขตจะถูกสกัดไว้และแจ้งข้อผิดพลาดให้ซอฟต์แวร์ระบบทราบ
รูปที่ 2 Intel VT-d ป้องกันการเข้าถึงหน่วยความจำโดยไม่ได้รับอนุญาต
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการเทียบเคียงใหม่ จะมีการทำแคชข้อมูลโครงสร้างการเทียบเคียงใหม่ที่มีการใช้บ่อยครั้ง เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตกับขอบเขตที่มีการปกป้องไว้, ข้อมูลตารางเพจสำหรับการแปลแอดเดรส DMA (รูปที่ 3) ส่วนขยายในอนาคตของ Intel VT-d จะสนับสนุน Peripheral Component Interconnect Special Interest Group (PCI-SIG) Address Translation Services (ATS) ซึ่งระบุวิธีมาตรฐานที่ช่วยให้สามารถทำแคชการแปล DMA ของอุปกรณ์ในอุปกรณ์ปลายทาง
รูปที่ 3 Intel VT-d ทำการเทียบเคียงแอดเดรส DMA ของอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตกับแอดเดรสทางกายภาพที่อยู่ในขอบเขตที่กำหนดไว้ให้อุปกรณ์ใหม่ โดยมีการทำแคชโครงสร้างที่ใช้บ่อยเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพให้ดีขึ้น
การเทียบเคียงใหม่สำหรับการกำหนดโดยตรง
เมื่อใช้ซอฟต์แวร์เพื่อสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือน ซอฟต์แวร์ VMM ทำหน้าที่จัดการการติดต่อกับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตทุกรายการ อันก่อให้เกิดค่าโสหุ้ยสูงแก่ประสิทธิภาพของแพลตฟอร์มเมื่อช่องสัญญาณที่ใช้ได้ของอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตมีความสำคัญ การกำหนดโดยตรงและ Intel VT-d ช่วยขจัดค่าโสหุ้ยนี้ออกไปอันช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของแพลตฟอร์ม (รูปที่ 4)
เมื่อ VM หรือระบบปฏิบัติการที่ทำงานอยู่บน VMM พื้นที่ว่าง GPA (Guest Physical Address) ซึ่งเป็นช่วงแอดเดรสทางกายภาพของระบบปฏิบัติการ guest อาจไม่เหมือนกับพื้นที่ว่าง HPA (Host Physical Address) ซึ่งเป็นแอดเดรสหน่วยความจำทางกายภาพจริงของระบบ host อุปกรณ์ที่สนับสนุน DMA ต้องการ HPA เพื่อถ่ายโอนข้อมูลไปกลับระหว่างหน่วยความจำทางกายภาพ อย่างไรก็ดี ในรูปแบบการกำหนดโดยตรง ดีไวซ์ไดร์เวอร์ของระบบปฏิบัติการ guest ที่ทำหน้าที่ควบคุมอุปกรณ์จะเป็นผู้จัดหา GPA เมื่อมี Intel VT-d เอนจินเทียบเคียง DMA ใหม่ทำหน้าที่แปลงระหว่าง GPA กับ HPA อย่างเหมาะสม เนื่องจาก VMM ทราบถึงสภาพแวดล้อมนี้ มันจึงจัดหาตารางแปลงให้แก่เอนจินเทียบเคียงใหม่ของ Intel VT-d ที่ทำหน้าที่แปลตามความจำเป็น ด้วยเหตุนี้ ระบบจึงมีการถ่ายโอนข้อมูลไปยังบัฟเฟอร์ guest โดยตรง และช่วยให้ระบบได้รับประโยชน์เรื่องประสิทธิภาพเนื่องจากดีไวซ์ไดร์เวอร์ของระบบปฏิบัติการ guest และตัวเร่งซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องสามารถควบคุมอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตโดยตรงโดยไม่ต้องมี VMM เข้ามายุ่งเกี่ยว
รูปที่ 4 การกำหนดโดยตรงและ Intel VT-d ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพให้ดีขึ้น
ประโยชน์ของ Intel VT-d
Intel VT-d ช่วยเพิ่มความสามารถใหม่ให้แก่ VMM ด้วยการปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยผ่านทางการแบ่งแยกอุปกรณ์โดยใช้เทคนิคการเทียบเคียง DMA ใหม่ด้วยความช่วยเหลือของฮาร์ดแวร์ การกำหนดอุปกรณ์โดยตรงโดยไม่ต้องยุ่งเกี่ยวกับ VMM ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบอินพุตเอาต์พุตให้ดีขึ้น
Intel VT-d ก่อให้เกิดรากฐานในการสร้างงานที่ทำงานอย่างเป็นเอกเทศและปลอดภัยในแต่ละส่วนของเซิร์ฟเวอร์, เวิร์คสเตชั่นและไคลเอนท์ Intel VT-d ช่วยให้ VM สามารถใช้ขอบเขตที่มีการปกป้องไว้แต่ละส่วนได้อย่างสมบูรณ์ ไม่ว่าจะเป็นแอพพลิเคชันหรืออุปกรณ์ ความผิดพลาดของอุปกรณ์จะไม่เกิดขึ้นข้ามขอบเขตที่กำหนดไว้อันช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความปลอดภัย โดยรวมแล้ว Intel VT-d ช่วยลดค่าใช้จ่ายโดยรวมเพราะมันช่วยลดช่วงเวลาที่ระบบชำรุด
ประโยชน์แก่เซิร์ฟเวอร์
แอพพลิเคชันบนเซิร์ฟเวอร์จำนวนมากใช้ระบบอินพุตเอาต์พุตอย่างหนักโดยเฉพาะระบบเครือข่ายและระบบจัดเก็บข้อมูล กุญแจสำคัญของศูนย์ข้อมูลคือความน่าเชื่อถือและการใช้งานได้สำหรับแอพพลิเคชันภารกิจหลัก ความสามารถในการปรับขยายและประสิทธิภาพก่อให้เกิดการรวบรวมแอพพลิเคชันเพื่อทำงานบนเซิร์ฟเวอร์และโครงสร้างเสมือน Intel VT-d ที่มีการเทียบเคียงใหม่ด้วยความช่วยเหลือจากฮาร์ดแวร์ช่วยยกระดับความปลอดภัย, ความน่าเชื่อถือ, ความสามารถในการปรับขยายและประสิทธิภาพที่จำเป็นกับแอพพลิเคชันในศูนย์ข้อมูลให้สูงขึ้น
เราสามารถมอบหมายอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตที่มีประสิทธิภาพสูงดังเช่นการ์ดเครือข่ายกิกะบิตหรือสิบกิกะบิตหลายพอร์ตให้แก่ VM ที่ต้องการประสิทธิภาพอินพุตเอาต์พุตเป็นหลักโดยไม่ต้องสนใจว่า VM ตัวอื่นบนแพลตฟอร์มจะได้รับผลกระทบ และเนื่องจากไม่ต้องมีการสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือนขึ้นมา เราจึงได้รับประสิทธิภาพจาก VM อย่างเต็มที่
ประโยชน์แก่ไคลเอนท์
Intel VT เปิดโอกาสให้มีการกระจายแอพพลิเคชันเสมือนจากผู้ผลิตซอฟต์แวร์ทั่วไปเพื่อสร้างความปลอดภัยและบริการจัดการสำหรับปฏิบัติการต่าง ๆ เช่น การตรวจสอบแพคเก็ตเชิงลึกและการปฏิบัติตามนโยบายบนเครื่องพีซีตั้งโต๊ะที่มีเทคโนโลยีโปรเซสเซอร์ Intel® vPro™ แอพพลิเคชันเสมือนเหล่านี้ก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เสถียรและปลอดภัยมากขึ้นสำหรับบริการหลักรวมไปถึงซอฟต์แวร์ที่จำเป็นทั้งหมดในแพคเกจเดียวเพื่อให้เกิดความง่ายขึ้นและประสิทธิภาพดีขึ้น
การใช้ Intel VT-d กับบริการหรือส่วนที่บริหารจัดการได้ก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมแบ่งแยกที่สามารถควบคุมและปกป้องเพื่อสนับสนุนแพลตฟอร์มไคลเอนท์ในขณะที่ยังคงมั่นใจว่ามีการปกป้องหน่วยความจำและใช้อินพุตเอาต์พุตสำหรับเครื่องเสมือนอย่างเหมาะสม เช่น แอพพลิเคชันเครือข่ายเสมือนที่ทำหน้าที่จัดหาการรักษาความปลอดภัยเพื่อต่อต้านกับการโจมตีผ่านเครือข่ายจะอาศัยอยู่ในขอบเขตเสมือนของตัวเอง VMM ระบบจะมอบหมายมันให้แก่ขอบเขต DMA ที่มีการปกป้องไว้พร้อมด้วยอะแดปเตอร์เครือข่ายบนแพลตฟอร์ม ส่วนของผู้ใช้และระบบปฏิบัติการจะมองเห็นอะแดปเตอร์เครือข่ายเสมือนในขณะที่แอพพลิเคชันเครือข่ายตรวจสอบและดักกรองข้อมูลทั้งหมดเพื่อกำหนดเส้นทางข้อมูลที่ต้องการไปยังอะแดปเตอร์เสมือน เนื่องจากมีการกำหนดอะแดปเตอร์เครือข่ายโดยตรงและฮาร์ดแวร์ Intel VT-d รับผิดชอบเรื่องการแปลแอดเดรส VMM จะไม่ทำให้ประสิทธิภาพของแอพพลิเคชันเครือข่ายตกลง และประสิทธิภาพของเครือข่ายจะยังคงสูงอยู่
นอกจากที่กล่าวมาแล้ว เรายังได้รับประโยชน์อื่น ๆ ดังต่อไปนี้
* การแบ่งแยกและกู้คืนไคลเอนท์ เป็นการแบ่งแยกความสามารถในการจัดการคีย์และบริการความปลอดภัยจากการเข้าถึงของผู้ใช้ทั่วไป ในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพสูงแก่ผู้ใช้ทั่วไป
* การควบคุมการเข้าถึงปลายทาง เป็นการปกป้องการเข้าถึงบริการองค์กรบนแพลตฟอร์มไคลเอนต์ในสถานะที่ยอมรับได้
* การหยุดการระบาด เป็นหยุดการคุกคามที่ตรวจพบบนแพลตฟอร์มด้วยการสับเปลี่ยนระบบให้เข้าสู่เครือข่ายส่วนตัวเพื่อให้ผู้ดูแลระบบไอทีแก้ไขหรือติดตั้งโปรแกรมแก้ไข
* การตรวจสุขภาพเครื่องพีซีในตัว เป็นฝังการจัดการทรัพย์สิน, บทบัญญัติ, การตรวจสอบตัวเอง, การรักษาและความสามารถในการปรับแพลตฟอร์มให้มีความเหมาะสม
การขยายเทคโนโลยีเสมือนสำหรับระบบอินพุตเอาต์พุตของทั้งแพลตฟอร์ม
อินเทลนำเสนอความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์สำหรับเทคโนโลยีเสมือนรวมไปถึงการสร้างระบบอินพุตเอาต์พุตเสมือน VMM สามารถใช้ทั้ง Intel VT-d และ Intel® I/O Acceleration Technology (Intel® I/OAT)ร่วมกันเพื่อปรับปรุงสมรรถภาพของระบบอินพุตเอาต์พุตในเซิร์ฟเวอร์จำลอง ในขณะที่ Intel VT-d ทำหน้าที่แบ่งแยก Intel I/OAT จะทำหน้าที่เร่งความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลระหว่าง VMM กับ VM นอกจากนี้ มันยังสนับสนุนการถ่ายโอนไปยัง VM ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธี TCP offload engine (TOE) โดย TOE กำหนดให้สถานะ (state)เป็นภาระของฮาร์ดแวร์การ์ดอินเตอร์เฟซเครือข่าย ทาง VMM ไม่สามารถควบคุมสถานะได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงเป็นการยากสำหรับ VMM ที่จะหยุดและย้ายข้อมูลเมื่อต้องการถ่ายโอนไปยัง VM ด้วยเหตุนี้ทำให้ปัจจุบัน VMM ไม่ได้สนับสนุน TOE อย่างกว้างขวาง การเร่งความเร็วด้วย Intel I/OAT อยู่ภายใต้การควบคุมของ VMM อย่างสมบูรณ์ ทำให้มันสามารถช่วยเรื่องประสิทธิภาพผ่านทางการเร่งความเร็วข้อมูลและการถ่ายโอนไปยัง VM อย่างมีประสิทธิภาพ
อินเทลยังเพิ่มส่วนขยายให้แก่คอนโทรลเลอร์อีเธอร์เน็ต เทคโนโลยี VMDq (Virtual Machine Device Queues) ของอินเทลในการ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่ายจัดหาคิวฮาร์ดแวร์หลายชุดและความสามารถในการโอนภาระที่ช่วยลดค่าโสหุ้ยของซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์เครือข่ายตัวเดียวร่วมกันระหว่าง VM หลายตัว แต่เดิม สวิตช์ซอฟต์แวร์ภายในส่วนอินพุตเอาต์พุตที่จัดหาความสามารถด้านฮาร์ดแวร์ให้แก่ระบบปฏิบัติการ guest ใน VM จะประมวลผลหลายแพคเก็ตในครั้งเดียวแล้วทำการเรียงลำดับ, จัดประเภทและจัดส่งแพคเก็ตจากอุปกรณ์ไปยัง VM อื่น ๆ วิธีนี้ก่อให้เกิดค่าโสหุ้ยในการส่งและรับระหว่างทางอันก่อให้เกิดผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบอินพุตเอาต์พุต การผูกคิวฮาร์ดแวร์แต่ละตัวของการ์ดอินเตอร์เฟซเครือข่ายให้แก่ VM เฉพาะ และทำการเรียงลำดับ,จัดกลุ่มแพคเก็ตที่ได้รับให้เข้าไปอยู่ในคิวที่เหมาะสมของ VM จะช่วยลดค่าโสหุ้ยของซอฟต์แวร์ ส่วนขยายในฮาร์ดแวร์การ์ดอินเตอร์เฟซเครือข่ายยังรวมไปถึงการสนับสนุนการส่งข้อมูลอย่างเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการปิดกั้นที่หัวแถวระหว่าง VM
ส่วนขยายเทคโนโลยีเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าอินเทลมองแพลตฟอร์มเป็นศูนย์กลางสำหรับเทคโนโลยีเสมือนอย่างไร ด้วยการเสนอความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์ที่ปรับขยายได้ง่าย, มีสมรรถภาพและประสิทธิภาพสูง มีความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือเพื่อสรรสร้างนวัตกรรมใหม่ ๆ แก่เทคโนโลยีเสมือน
บทสรุป
ความน่าเชื่อถือ, การใช้งานได้และความไว้วางใจของแพลตฟอร์มเป็นภารกิจหลักที่จะกำหนดความสำเร็จของการนำเทคโนโลยีเสมือนไปใช้ในศูนย์ข้อมูลและเครื่องทั่วไป เทคโนโลยีเสมือนและแพลตฟอร์มของอินเพลดังเช่น Intel VT-x, Intel VT-i, Intel VT-d, VMDq และ Intel I/OAT สามารถช่วยผู้ดูแลระบบไอทีและผู้ใช้ทั่วไปในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบและช่วยให้ใช้ทรัพยากรในศูนย์ข้อมูลได้อย่างมีประโยชน์มากขึ้นรวมไปถึงการเพิ่มสมรรถภาพของอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตในสภาพแวดล้อมเสมือน ส่วนขยายเหล่านี้ช่วยผู้จัดการฝ่ายไอทีลดค่าใช้จ่ายโดยรวมด้วยการลดเวลาที่ระบบชำรุดและเพิ่มผลผลิต
http://www.quickpcextreme.com/blog/archives/1054
แนวคิดของอินเทลที่มีต่อเทคโนโลยีเสมือน (Virtualization Technology) ก่อให้เกิดความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์ทั่วทั้งแพลตฟอร์มเพื่อจัดหาวิธีการที่ง่ายกว่าและแข็งแกร่งยิ่งขึ้นต่อสภาพแวดล้อมเสมือน นอกจากนี้ยังช่วยลดการใช้ทรัพยากรของซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับสภาพแวดล้อมเสมือนในหลายกรณี
ความสำคัญของเทคโนโลยีเสมือนของระบบอินพุต/เอาต์พุต
เมื่อการใช้งานเทคโนโลยีเสมือนในศูนย์ข้อมูลเริ่มได้รับความนิยมเพิ่มขึ้น เทคโนโลยีเสมือนสำหรับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตก็เริ่มมีความสำคัญเพิ่มขึ้นเพื่อเติมเต็มให้เทคโนโลยีเสมือนมีความสมบูรณ์ทั้งแพลตฟอร์ม รูปแบบการใช้งานแบบนี้ต้องการให้เครื่องเสมือน (VM, virtual machine) รวมทั้งทรัพยากรอินพุตและเอาต์พุตที่เกี่ยวข้องแยกเป็นอิสระจากเครื่องเสมือนอื่นอย่างชัดเจน การแยกกันอย่างชัดเจนช่วยป้องกันไม่ให้ปฏิบัติการของเครื่องเสมือนเครื่องหนึ่งรบกวนการทำงานของเครื่องเสมือนเครื่องอื่นเพื่อช่วยให้ระบบสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องมีความน่าเชื่อถือ
ระบบไอทีมีแนวโน้มที่จะรวบรวมงานเข้าด้วยกัน ทำให้มีเครื่องเสมือนหลายตัวทำงานบนเซิร์ฟเวอร์แต่ละตัวมากขึ้นและมีอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตสนับสนุนเพิ่มมากขึ้นเช่นกัน การใช้เทคโนโลยีเสมือนสำหรับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตด้วยซอฟต์แวร์ช่วยให้เกิดความยืดหยุ่นในแง่การใช้อุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตร่วมกันและไม่ผูกติดกับฮาร์ดแวร์
อย่างไรก็ดี การจำลองด้วยซอฟต์แวร์อาจทำให้ประสิทธิภาพลดลงเมื่อมีการใช้ระบบอินพุตและเอาต์พุตเพิ่มขึ้นเนื่องจาก VMM (virtual machine monitor) ที่ทำหน้าที่สร้างเครื่องเสมือนมีการใช้ทรัพยากรของระบบในการจำลองอุปกรณ์ การควบคุมอุปกรณ์เสมือนด้วยซอฟต์แวร์หรือการตรวจดูการเข้าถึงหน่วยความจำโดยตรง (DMA, Direct Memory Access) ของอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตก่อให้เกิดเรื่องที่ท้าทายว่าจะทำอย่างไรถึงสามารถทำให้เครื่องเสมือนแต่ละตัวและอุปกรณ์ที่กำหนดให้ไม่เกิดการรบกวนกัน ซึ่งด้วยความช่วยเหลือของฮาร์ดแวร์ร่วมกับซอฟต์แวร์ระบบช่วยให้สามารถสร้างกลไกที่จะแยกการทำงานของ DMA ออกจากกันได้อย่างสมบูรณ์
ด้วยแรงสนับสนุนของฮาร์ดแวร์ในการสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือนช่วยให้ซอฟต์แวร์ระบบสามารถกำหนดอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตให้กับ VM แต่ละตัวโดยตรงได้อย่างปลอดภัย การกำหนดโดยตรงด้วยความช่วยเหลือของฮาร์ดแวร์ช่วยขจัดการจำลองอินพุตและเอาต์พุตของ VMM อันช่วยเพิ่มประสิทธิภาพให้กับ VM และช่วยให้อุปกรณ์ต่าง ๆ สามารถใช้ทรัพยากรของตัวเองร่วมกันกับ VM หลายตัว ความสามารถในการกำหนดอุปกรณ์ให้แก่ VM แต่ละตัวโดยตรงทำให้เราสามารถกำหนด VM หลายตัวให้กับอุปกรณ์ตัวเดียวกันโดยตรง
VT-d ของอินเทลทำหน้าที่จัดหาความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์ที่จำเป็นเพื่อให้การสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือนมีความปลอดภัยมากขึ้น, ทำได้ง่ายขึ้นและแข็งแกร่งยิ่งขึ้น
เทคโนโลยีเสมือนสำหรับการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตโดยตรงของอินเทล
เทคโนโลยีเสมือนของอินเทลสำหรับการเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตโดยตรง (Intel Virtualization Technology for Directed I/O, Intel VT-d) ขยายขอบเขตเทคโนโลยีเสมือนของอินเทลในการจัดหาความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์สำหรับเทคโนโลยีเสมือน Intel VT-d เป็นการต่อยอดจากการสนับสนุนเทคโนโลยีเสมือนสำหรับโปรเซสเซอร์ IA-32 (Intel® VT-x) และ Itanium® (Intel® VT-i) ด้วยการเพิ่มการสนับสนุนด้านฮาร์ดแวร์สำหรับการสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือน
Intel VT-d เป็นความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์ที่จัดหาความสามารถในการเทียบเคียงใหม่เพื่อใช้ควบคุมและตรวจสอบการเข้าถึง DMA และยังจัดการเรื่องการมอบหมายอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตโดยตรงที่อยู่ภายใต้การควบคุมของซอฟต์แวร์ระบบ กลไก Intel VT-d จัดหาระดับการแบ่งแยกที่จำเป็นเพื่อให้สภาพแวดล้อมเสมือนมีความน่าเชื่อถือเพิ่มขึ้นและใช้ได้อย่างราบรื่นมากขึ้น
การเทียบเคียงใหม่และการแบ่งแยก
Intel VT-d ใช้การเทียบเคียง DMA ใหม่เพื่อจำกัดการใช้งาน DMA ให้อยู่ในขอบเขตที่มีการกำหนดไว้ล่วงหน้าซึ่งเกี่ยวข้องกับขอบเขตหน่วยความจำทางกายภาพ ตรรกะของฮาร์ดแวร์ที่ทำหน้าที่เทียบเคียง DMA ใหม่ในชิพเซ็ตอยู่ระหว่างอุปกรณ์เสริมที่รองรับ DMA และหน่วยความจำทางกายภาพ
สถาปัตยกรรม Intel VT-d ช่วยให้ซอฟต์แวร์ระบบ (VMM หรือระบบปฏิบัติการในสภาพแวดล้อมจริง)สามารถสร้างขอบเขต DMA ที่มีการปกป้องไว้ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมอันเป็นเอกเทศที่มีการจัดสรรหน่วยความจำทางกายภาพบางส่วนไว้ (ดังแสดงในรูปที่ 1) ขอบเขต DMA ที่มีการปกป้องไว้สามารถแสดงถึงหน่วยความจำที่จัดสรรให้แก่ VM หรือหน่วยความจำ DMA ที่ไดร์เวอร์ของระบบปฏิบัติการซึ่งทำงานใน VM หรือในตัว VMM เองจัดสรรไว้ ซอฟต์แวร์ระบบจะกำหนดอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตแต่ละตัวให้แก่ขอบเขตที่มีการปกป้องไว้ ต่อจากนั้น ระบบจะทำการเทียบเคียงการเข้าถึง DMA ทั้งหมดจากอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตไปยังแอดเดรสทางกายภาพใหม่โดยพิจารณาจากขอบเขตที่มีการปกป้องไว้ของอุปกรณ์ และป้องกันการเข้าถึงหน่วยความจำนอกขอบเขตที่กำหนดไว้ การเทียบเคียงใหม่ยังช่วยให้อุปกรณ์ (หรือไดร์เวอร์)สามารถปฏิบัติการกับแอดเดรสของ VM แทนที่จะเป็นแอดเดรสของหน่วยความจำทางกายภาพ
รูปที่ 1 สถาปัตยกรรม Intel VT-d ทำให้สามารถจัดสรรหน่วยความจำให้แก่ขอบเขต DMA ที่มีการปกป้องไว้ สีในรูปแสดงขอบเขตที่ต่างกันที่ VMM เป็นผู้กำหนดขึ้นมา ระบบจะกำหนดอุปกรณ์แต่ละตัวให้แก่ขอบเขตเฉพาะที่มีการปกป้องไว้เพื่อความแน่ใจว่ามีการแบ่งแยกกันอย่างชัดเจน
เอนจินการเทียบเคียง DMA ใหม่ของ Intel VT-d ทำหน้าที่แปลแอดเดรส DMA ไปเป็นแอดเดรสทางกายภาพ และช่วยรับประกันว่าการเข้าถึง DMA อยู่ในขอบเขตหน่วยความจำที่กำหนดให้แก่อุปกรณ์ (รูปที่ 2) การเข้าถึง DMA ที่อยู่นอกขอบเขตจะถูกสกัดไว้และแจ้งข้อผิดพลาดให้ซอฟต์แวร์ระบบทราบ
รูปที่ 2 Intel VT-d ป้องกันการเข้าถึงหน่วยความจำโดยไม่ได้รับอนุญาต
เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในการเทียบเคียงใหม่ จะมีการทำแคชข้อมูลโครงสร้างการเทียบเคียงใหม่ที่มีการใช้บ่อยครั้ง เช่น ความสัมพันธ์ระหว่างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตกับขอบเขตที่มีการปกป้องไว้, ข้อมูลตารางเพจสำหรับการแปลแอดเดรส DMA (รูปที่ 3) ส่วนขยายในอนาคตของ Intel VT-d จะสนับสนุน Peripheral Component Interconnect Special Interest Group (PCI-SIG) Address Translation Services (ATS) ซึ่งระบุวิธีมาตรฐานที่ช่วยให้สามารถทำแคชการแปล DMA ของอุปกรณ์ในอุปกรณ์ปลายทาง
รูปที่ 3 Intel VT-d ทำการเทียบเคียงแอดเดรส DMA ของอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตกับแอดเดรสทางกายภาพที่อยู่ในขอบเขตที่กำหนดไว้ให้อุปกรณ์ใหม่ โดยมีการทำแคชโครงสร้างที่ใช้บ่อยเพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพให้ดีขึ้น
การเทียบเคียงใหม่สำหรับการกำหนดโดยตรง
เมื่อใช้ซอฟต์แวร์เพื่อสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือน ซอฟต์แวร์ VMM ทำหน้าที่จัดการการติดต่อกับอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตทุกรายการ อันก่อให้เกิดค่าโสหุ้ยสูงแก่ประสิทธิภาพของแพลตฟอร์มเมื่อช่องสัญญาณที่ใช้ได้ของอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตมีความสำคัญ การกำหนดโดยตรงและ Intel VT-d ช่วยขจัดค่าโสหุ้ยนี้ออกไปอันช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของแพลตฟอร์ม (รูปที่ 4)
เมื่อ VM หรือระบบปฏิบัติการที่ทำงานอยู่บน VMM พื้นที่ว่าง GPA (Guest Physical Address) ซึ่งเป็นช่วงแอดเดรสทางกายภาพของระบบปฏิบัติการ guest อาจไม่เหมือนกับพื้นที่ว่าง HPA (Host Physical Address) ซึ่งเป็นแอดเดรสหน่วยความจำทางกายภาพจริงของระบบ host อุปกรณ์ที่สนับสนุน DMA ต้องการ HPA เพื่อถ่ายโอนข้อมูลไปกลับระหว่างหน่วยความจำทางกายภาพ อย่างไรก็ดี ในรูปแบบการกำหนดโดยตรง ดีไวซ์ไดร์เวอร์ของระบบปฏิบัติการ guest ที่ทำหน้าที่ควบคุมอุปกรณ์จะเป็นผู้จัดหา GPA เมื่อมี Intel VT-d เอนจินเทียบเคียง DMA ใหม่ทำหน้าที่แปลงระหว่าง GPA กับ HPA อย่างเหมาะสม เนื่องจาก VMM ทราบถึงสภาพแวดล้อมนี้ มันจึงจัดหาตารางแปลงให้แก่เอนจินเทียบเคียงใหม่ของ Intel VT-d ที่ทำหน้าที่แปลตามความจำเป็น ด้วยเหตุนี้ ระบบจึงมีการถ่ายโอนข้อมูลไปยังบัฟเฟอร์ guest โดยตรง และช่วยให้ระบบได้รับประโยชน์เรื่องประสิทธิภาพเนื่องจากดีไวซ์ไดร์เวอร์ของระบบปฏิบัติการ guest และตัวเร่งซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องสามารถควบคุมอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตโดยตรงโดยไม่ต้องมี VMM เข้ามายุ่งเกี่ยว
รูปที่ 4 การกำหนดโดยตรงและ Intel VT-d ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพให้ดีขึ้น
ประโยชน์ของ Intel VT-d
Intel VT-d ช่วยเพิ่มความสามารถใหม่ให้แก่ VMM ด้วยการปรับปรุงความน่าเชื่อถือและความปลอดภัยผ่านทางการแบ่งแยกอุปกรณ์โดยใช้เทคนิคการเทียบเคียง DMA ใหม่ด้วยความช่วยเหลือของฮาร์ดแวร์ การกำหนดอุปกรณ์โดยตรงโดยไม่ต้องยุ่งเกี่ยวกับ VMM ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของระบบอินพุตเอาต์พุตให้ดีขึ้น
Intel VT-d ก่อให้เกิดรากฐานในการสร้างงานที่ทำงานอย่างเป็นเอกเทศและปลอดภัยในแต่ละส่วนของเซิร์ฟเวอร์, เวิร์คสเตชั่นและไคลเอนท์ Intel VT-d ช่วยให้ VM สามารถใช้ขอบเขตที่มีการปกป้องไว้แต่ละส่วนได้อย่างสมบูรณ์ ไม่ว่าจะเป็นแอพพลิเคชันหรืออุปกรณ์ ความผิดพลาดของอุปกรณ์จะไม่เกิดขึ้นข้ามขอบเขตที่กำหนดไว้อันช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความปลอดภัย โดยรวมแล้ว Intel VT-d ช่วยลดค่าใช้จ่ายโดยรวมเพราะมันช่วยลดช่วงเวลาที่ระบบชำรุด
ประโยชน์แก่เซิร์ฟเวอร์
แอพพลิเคชันบนเซิร์ฟเวอร์จำนวนมากใช้ระบบอินพุตเอาต์พุตอย่างหนักโดยเฉพาะระบบเครือข่ายและระบบจัดเก็บข้อมูล กุญแจสำคัญของศูนย์ข้อมูลคือความน่าเชื่อถือและการใช้งานได้สำหรับแอพพลิเคชันภารกิจหลัก ความสามารถในการปรับขยายและประสิทธิภาพก่อให้เกิดการรวบรวมแอพพลิเคชันเพื่อทำงานบนเซิร์ฟเวอร์และโครงสร้างเสมือน Intel VT-d ที่มีการเทียบเคียงใหม่ด้วยความช่วยเหลือจากฮาร์ดแวร์ช่วยยกระดับความปลอดภัย, ความน่าเชื่อถือ, ความสามารถในการปรับขยายและประสิทธิภาพที่จำเป็นกับแอพพลิเคชันในศูนย์ข้อมูลให้สูงขึ้น
เราสามารถมอบหมายอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตที่มีประสิทธิภาพสูงดังเช่นการ์ดเครือข่ายกิกะบิตหรือสิบกิกะบิตหลายพอร์ตให้แก่ VM ที่ต้องการประสิทธิภาพอินพุตเอาต์พุตเป็นหลักโดยไม่ต้องสนใจว่า VM ตัวอื่นบนแพลตฟอร์มจะได้รับผลกระทบ และเนื่องจากไม่ต้องมีการสร้างอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตเสมือนขึ้นมา เราจึงได้รับประสิทธิภาพจาก VM อย่างเต็มที่
ประโยชน์แก่ไคลเอนท์
Intel VT เปิดโอกาสให้มีการกระจายแอพพลิเคชันเสมือนจากผู้ผลิตซอฟต์แวร์ทั่วไปเพื่อสร้างความปลอดภัยและบริการจัดการสำหรับปฏิบัติการต่าง ๆ เช่น การตรวจสอบแพคเก็ตเชิงลึกและการปฏิบัติตามนโยบายบนเครื่องพีซีตั้งโต๊ะที่มีเทคโนโลยีโปรเซสเซอร์ Intel® vPro™ แอพพลิเคชันเสมือนเหล่านี้ก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมที่เสถียรและปลอดภัยมากขึ้นสำหรับบริการหลักรวมไปถึงซอฟต์แวร์ที่จำเป็นทั้งหมดในแพคเกจเดียวเพื่อให้เกิดความง่ายขึ้นและประสิทธิภาพดีขึ้น
การใช้ Intel VT-d กับบริการหรือส่วนที่บริหารจัดการได้ก่อให้เกิดสภาพแวดล้อมแบ่งแยกที่สามารถควบคุมและปกป้องเพื่อสนับสนุนแพลตฟอร์มไคลเอนท์ในขณะที่ยังคงมั่นใจว่ามีการปกป้องหน่วยความจำและใช้อินพุตเอาต์พุตสำหรับเครื่องเสมือนอย่างเหมาะสม เช่น แอพพลิเคชันเครือข่ายเสมือนที่ทำหน้าที่จัดหาการรักษาความปลอดภัยเพื่อต่อต้านกับการโจมตีผ่านเครือข่ายจะอาศัยอยู่ในขอบเขตเสมือนของตัวเอง VMM ระบบจะมอบหมายมันให้แก่ขอบเขต DMA ที่มีการปกป้องไว้พร้อมด้วยอะแดปเตอร์เครือข่ายบนแพลตฟอร์ม ส่วนของผู้ใช้และระบบปฏิบัติการจะมองเห็นอะแดปเตอร์เครือข่ายเสมือนในขณะที่แอพพลิเคชันเครือข่ายตรวจสอบและดักกรองข้อมูลทั้งหมดเพื่อกำหนดเส้นทางข้อมูลที่ต้องการไปยังอะแดปเตอร์เสมือน เนื่องจากมีการกำหนดอะแดปเตอร์เครือข่ายโดยตรงและฮาร์ดแวร์ Intel VT-d รับผิดชอบเรื่องการแปลแอดเดรส VMM จะไม่ทำให้ประสิทธิภาพของแอพพลิเคชันเครือข่ายตกลง และประสิทธิภาพของเครือข่ายจะยังคงสูงอยู่
นอกจากที่กล่าวมาแล้ว เรายังได้รับประโยชน์อื่น ๆ ดังต่อไปนี้
* การแบ่งแยกและกู้คืนไคลเอนท์ เป็นการแบ่งแยกความสามารถในการจัดการคีย์และบริการความปลอดภัยจากการเข้าถึงของผู้ใช้ทั่วไป ในขณะที่ยังคงความยืดหยุ่นและประสิทธิภาพสูงแก่ผู้ใช้ทั่วไป
* การควบคุมการเข้าถึงปลายทาง เป็นการปกป้องการเข้าถึงบริการองค์กรบนแพลตฟอร์มไคลเอนต์ในสถานะที่ยอมรับได้
* การหยุดการระบาด เป็นหยุดการคุกคามที่ตรวจพบบนแพลตฟอร์มด้วยการสับเปลี่ยนระบบให้เข้าสู่เครือข่ายส่วนตัวเพื่อให้ผู้ดูแลระบบไอทีแก้ไขหรือติดตั้งโปรแกรมแก้ไข
* การตรวจสุขภาพเครื่องพีซีในตัว เป็นฝังการจัดการทรัพย์สิน, บทบัญญัติ, การตรวจสอบตัวเอง, การรักษาและความสามารถในการปรับแพลตฟอร์มให้มีความเหมาะสม
การขยายเทคโนโลยีเสมือนสำหรับระบบอินพุตเอาต์พุตของทั้งแพลตฟอร์ม
อินเทลนำเสนอความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์สำหรับเทคโนโลยีเสมือนรวมไปถึงการสร้างระบบอินพุตเอาต์พุตเสมือน VMM สามารถใช้ทั้ง Intel VT-d และ Intel® I/O Acceleration Technology (Intel® I/OAT)ร่วมกันเพื่อปรับปรุงสมรรถภาพของระบบอินพุตเอาต์พุตในเซิร์ฟเวอร์จำลอง ในขณะที่ Intel VT-d ทำหน้าที่แบ่งแยก Intel I/OAT จะทำหน้าที่เร่งความเร็วในการถ่ายโอนข้อมูลระหว่าง VMM กับ VM นอกจากนี้ มันยังสนับสนุนการถ่ายโอนไปยัง VM ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าวิธี TCP offload engine (TOE) โดย TOE กำหนดให้สถานะ (state)เป็นภาระของฮาร์ดแวร์การ์ดอินเตอร์เฟซเครือข่าย ทาง VMM ไม่สามารถควบคุมสถานะได้อย่างสมบูรณ์ ดังนั้นจึงเป็นการยากสำหรับ VMM ที่จะหยุดและย้ายข้อมูลเมื่อต้องการถ่ายโอนไปยัง VM ด้วยเหตุนี้ทำให้ปัจจุบัน VMM ไม่ได้สนับสนุน TOE อย่างกว้างขวาง การเร่งความเร็วด้วย Intel I/OAT อยู่ภายใต้การควบคุมของ VMM อย่างสมบูรณ์ ทำให้มันสามารถช่วยเรื่องประสิทธิภาพผ่านทางการเร่งความเร็วข้อมูลและการถ่ายโอนไปยัง VM อย่างมีประสิทธิภาพ
อินเทลยังเพิ่มส่วนขยายให้แก่คอนโทรลเลอร์อีเธอร์เน็ต เทคโนโลยี VMDq (Virtual Machine Device Queues) ของอินเทลในการ์ดอินเทอร์เฟซเครือข่ายจัดหาคิวฮาร์ดแวร์หลายชุดและความสามารถในการโอนภาระที่ช่วยลดค่าโสหุ้ยของซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้องกับการใช้อุปกรณ์เครือข่ายตัวเดียวร่วมกันระหว่าง VM หลายตัว แต่เดิม สวิตช์ซอฟต์แวร์ภายในส่วนอินพุตเอาต์พุตที่จัดหาความสามารถด้านฮาร์ดแวร์ให้แก่ระบบปฏิบัติการ guest ใน VM จะประมวลผลหลายแพคเก็ตในครั้งเดียวแล้วทำการเรียงลำดับ, จัดประเภทและจัดส่งแพคเก็ตจากอุปกรณ์ไปยัง VM อื่น ๆ วิธีนี้ก่อให้เกิดค่าโสหุ้ยในการส่งและรับระหว่างทางอันก่อให้เกิดผลกระทบต่อประสิทธิภาพของระบบอินพุตเอาต์พุต การผูกคิวฮาร์ดแวร์แต่ละตัวของการ์ดอินเตอร์เฟซเครือข่ายให้แก่ VM เฉพาะ และทำการเรียงลำดับ,จัดกลุ่มแพคเก็ตที่ได้รับให้เข้าไปอยู่ในคิวที่เหมาะสมของ VM จะช่วยลดค่าโสหุ้ยของซอฟต์แวร์ ส่วนขยายในฮาร์ดแวร์การ์ดอินเตอร์เฟซเครือข่ายยังรวมไปถึงการสนับสนุนการส่งข้อมูลอย่างเหมาะสมเพื่อหลีกเลี่ยงการปิดกั้นที่หัวแถวระหว่าง VM
ส่วนขยายเทคโนโลยีเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าอินเทลมองแพลตฟอร์มเป็นศูนย์กลางสำหรับเทคโนโลยีเสมือนอย่างไร ด้วยการเสนอความช่วยเหลือด้านฮาร์ดแวร์ที่ปรับขยายได้ง่าย, มีสมรรถภาพและประสิทธิภาพสูง มีความปลอดภัยและความน่าเชื่อถือเพื่อสรรสร้างนวัตกรรมใหม่ ๆ แก่เทคโนโลยีเสมือน
บทสรุป
ความน่าเชื่อถือ, การใช้งานได้และความไว้วางใจของแพลตฟอร์มเป็นภารกิจหลักที่จะกำหนดความสำเร็จของการนำเทคโนโลยีเสมือนไปใช้ในศูนย์ข้อมูลและเครื่องทั่วไป เทคโนโลยีเสมือนและแพลตฟอร์มของอินเพลดังเช่น Intel VT-x, Intel VT-i, Intel VT-d, VMDq และ Intel I/OAT สามารถช่วยผู้ดูแลระบบไอทีและผู้ใช้ทั่วไปในการปรับปรุงความน่าเชื่อถือของระบบและช่วยให้ใช้ทรัพยากรในศูนย์ข้อมูลได้อย่างมีประโยชน์มากขึ้นรวมไปถึงการเพิ่มสมรรถภาพของอุปกรณ์อินพุตเอาต์พุตในสภาพแวดล้อมเสมือน ส่วนขยายเหล่านี้ช่วยผู้จัดการฝ่ายไอทีลดค่าใช้จ่ายโดยรวมด้วยการลดเวลาที่ระบบชำรุดและเพิ่มผลผลิต
http://www.quickpcextreme.com/blog/archives/1054
Comment