什么是Intel Virtualization Technology?

全面解析intel virtualization technology（vt）2007-03-04 19:16 英特尔已经发布了七款支持vt（virtualization technology，虚拟化技术）技术的处理器——奔腾4 672，662，奔腾d920，930，940，950奔腾ee 955。intel virtualization technology就是以前众所周知的“vanderpool”技术，这种技术让可以让一个cpu工作起来就像多个cpu并行运行，从而使得在一部电脑内同时运行多个操作系统成为可能。

 这种vt技术并不是一个新鲜事物，市面上已经有一些软件可以达到虚拟多系统的目的，比如vmware workstation、virtual pc等，使用这种技术就可以单cpu模拟多cpu并行，可以实现单机同时运行多操作系统。

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多任务工作原理示意图



超线程工作原理示意图


虚拟技术原理示意图 


 virtualization技术和多任务（multitasking）、hyperthreading超线程技术是完全不同的。多任务是指在一个操作系统中多个程序同时并行运行，而在虚拟技术中，你可以拥有多个操作系统同时运行，每一个操作系统中都有多个程序运行，每一个操作系统都运行在一个虚拟的cpu或者是虚拟主机上。而hyperthreading超线程只是在smp系统（symmetric multi processing）中单cpu模拟双cpu来平衡程序运行性能，这两个模拟出来的cpu是不能分离的，只能协同工作。

 当然了，如果一个cpu同时支持hyperthreading和virtualization技术的话，每一个虚拟cpu在各自的操作系统中都被看成是两个对称多任务处理的cpu。

 虚拟技术可能让人联想到早期cpu上的“virtual 8086”技术，这种v86模式技术是用来兼容早期的8086/8088处理器而设计的，最早出现在386机器上。使用v86模式你可以创建好几个并行虚拟8086计算机来运行多个dos程序，同样道理，使用vt技术你也可以创建几个完整的虚拟电脑来运行几个完整的操作系统。

 可是既然已经有vmware等这种可以达到虚拟目的的软件，为什么我们还要努力来实现硬件cpu内部的虚拟技术呢？这是因为硬件cpu的虚拟技术有许多优势。支持虚拟技术的cpu带有多余的指令集来控制虚拟过程，通过这些指令集，控制软件vmv（virtual machine monitor)会很容易提高性能，相比软件的虚拟实现方式会很大程度上提高性能。


工作原理 

 带有虚拟技术的处理器具有额外的指令集，叫做virtual machine extensions，简称vmx。vmx给cpu带来了10个新的虚拟专用指令：vmptrld, vmptrst, vmclear, vmread, vmwrite, vmcall, vmlauch, vmresume, vmxoff and vmxon。



虚拟技术运行原理图 


 在虚拟状态下有两种工作模式：root操作和非root操作。通常只有虚拟操作软件——virtual machine monitor (vmm)能够运行在root操作模式下，而操作系统在虚拟机的顶层运行在非root操作模式下。运行在虚拟机顶层的软件同时也叫做“guest software”。

 要进入虚拟模式，vmm需要执行vmxon指令来调入vmm软件，vmm软件使用vmlaunch指令来进入每一个虚拟机，使用vmresume指令来退出。如果想要退出虚拟模式，可以使用vmm运行vmxoff指令。在图中的每个guest系统可以是不同的操作系统，同时运行自身的软件。

实际使用中如何实现

 根据intel的资料，intel虚拟技术的实现需要同时具有处理器、芯片组、bios、vmm软件的支持，这些特定的平台软件必须全部到位。同时性能方面要视不同的硬件和软件平台而定，intel虚拟技术支持的bios和vmm程序现在正在开发之中。

 据我们所知，现在还没有支持虚拟技术的vmm软件，所以即使你买了一款支持vt技术的cpu，你还要等待intel放出vmm软件才能使用上vt技术。同时还要等主板厂商放出vmm支持的bios（或者保证使得现有的主板bios支持虚拟技术）。

 现在未知的就是，至关重要的虚拟技术vmm软件intel将是免费放出还是需要交费才可以。定价如何才合适呢？类似的软件虚拟技术，vmware workstation 5价格为189～199美元之间，所以我们希望intel即使不免费提供vmm软件也会比这个价格要少很多。

 intel虚拟技术承诺比vmware软件虚拟技术性能要高的多，这个我们要等到vt vmm软件可用的时候才能够看个究竟了。