Виртуальные машины на мультиядерных центральных процессорах

Комбинация виртуальных машин и мультиядерных центральных процессоров создает совершенно новый мир, в котором количество доступных центральных процессоров может регулироваться программным способом. Если есть, скажем, четыре ядра и на каждом из них, к примеру, может быть запущено до восьми виртуальных машин, один центральный процессор (настольного компьютера) может быть, если нужно, сконфигурирован как мультикомпьютер с 32 узлами.
Но он также может иметь и меньше центральных процессоров в зависимости от программного обеспечения. Никогда ранее разработчику прикладных программ не предоставлялась возможность сначала выбрать, сколько центральных процессоров ему нужно, а затем соответствующим образом написать программу. Это, несомненно, новый этап в вычислениях.

Кроме того, виртуальные машины могут совместно использовать память. В случае возможности такого использования типичным примером может послужить отдельный сервер, на котором запущены сразу несколько экземпляров одной и той же операционной системы. Нужно лишь отобразить физические страницы на адресные пространства нескольких виртуальных машин. Совместное использование уже доступно в решениях дедупликации, которая является именно тем, о чем вы подумали, — технологией, позволяющей избежать двойного хранения одних и тех же данных. Она довольно часто встречается в системах хранения данных, но теперь также появляется и в виртуализации. В Disco она была известна как прямое общее использование страниц (transparent page sharing), требующее модификации гостевой операционной системы, а в VMware — как общее использование страниц на основе содержимого (content- based page sharing), не требующее никаких модификаций. В общем, технология базируется на сканировании памяти каждой виртуальной машины хоста и хэшировании страниц памяти.

Если какие-то страницы выдают одинаковый хэш, система должна сначала проверить их реальную идентичность и при наличии таковой дедуплицировать эти страницы, создавая одну страницу с данным содержимым и две ссылки на нее. Поскольку гипервизор управляет вложенными (или теневыми) таблицами страниц, это отображение не вызывает вопросов. Разумеется, когда любая из гостевых операционных систем модифицирует общую страницу, другой виртуальной машине (или машинам) эти изменения будут не видны. Секрет заключается в использовании режима копирования при записи (copy on write), таким образом, модифицированная страница будет закрытой страницей той системы, которая в нее вела запись.

Если виртуальные машины могут совместно использовать память, тот компьютер, на котором они установлены, становится виртуальным мультипроцессором. Поскольку все ядра в мультиядерном кристалле совместно используют одну и ту же оперативную память, один кристалл с четырьмя ядрами может без труда быть сконфигурирован как мультипроцессор с 32 узлами или, если это нужно, как мультикомпьютер с 32 узлами.

Комбинация мультиядерных кристаллов, виртуальных машин, гипервизора и микроядер собирается радикально изменить представление людей о компьютерных системах. Имеющееся в настоящее время программное обеспечение не может реализовать замысел определения программным путем общей картины количества необходимых центральных процессоров, их желаемой принадлежности к мультикомпьютеру или мультипроцессору, а также минимально необходимого количества ядер того или иного типа. Решение этих вопросов — за будущим программным обеспечением. Если вы изучаете компьютерные или инженерные науки или являетесь специалистом в этих областях, вы можете стать одним из тех, кто со всем этим разберется. Попробуйте!

7.10.

<< | >>
Источник: Э. ТАНЕНБАУМ Х. БОС. СОВРЕМЕННЫЕ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМ Ы 4-е ИЗДАНИЕ. 2015

Еще по теме Виртуальные машины на мультиядерных центральных процессорах:

  1. Виртуальное послесловие
  2. ГЛАВА 11 ПРАВОВЫЕ ПРОБЛЕМЫ ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЫ ИНТЕРНЕТ
  3. Виртуальное сексуальное насилие над детьми
  4. СИСТЕМА НЕРВНАЯ ЦЕНТРАЛЬНАЯ
  5. Центральный военный совет КНР
  6. § 2. Центральные органы публичной администрации
  7. Балансировка энергии и исцеление Центральной Души
  8. § 2 Высшие и центральные органы публичной администрации
  9. СИСТЕМА «ЧЕЛОВЕК - МАШИНА»: НАДЕЖНОСТЬ
  10. Как обзавестись новой машиной
  11. Огонь и машина физического бессмертия
  12. А.П. Пятибратов, Л.П. Гудыно, А.А. Кириченко. Вычислительные машины, сети и телекоммуникационные системы, 2009
  13. Статья 415. Нарушение правил вождения или эксплуатации машин
  14. Запомните: вы водитель автомобиля; вам не нужно вставать из-за руля и толкать свою машину.