分析:如何为虚拟环境选择CPU与处理器

互联网 | 编辑: 杨雪姣 2009-07-01 00:00:00转载 一键看全文

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为虚拟化部署选择CPU

当购买CPU时,首先选择的是牌子:AMD还是英特尔?过去几年围绕着这两者进行了许多性能研究。随着处理器架构的持续变更,AMD有时超过了英特尔,有时又落后。英特尔和AMD都在他们最新的处理器里集成了虚拟化技术,分别是Intel Virtualization Technology(Intel VT)和AMD Virtualization(AMD V),以加速虚拟服务器里的指令执行。

英特尔与AMD处理器的主要区别在于物理架构。英特尔使用前端总线模式连接处理器到内存控制器,而AMD在每个处理器上使用集成的内存控制器,让处理器通过超线程互联。取决于什么样的系列,这些处理器有不同的能源消耗级别。

当你比较拥有相似的速度、功能和核心数量的处理器时,英特尔和AMD的性能都差不多。一些性能研究显示英特尔处理器在性能方面更具优势,其他研究则相反。英特尔和AMD处理器在VMware ESX主机里都工作得很好,因此在选择时与个人的品牌爱好相关。由于英特尔和AMD不断发布新的处理器系列,在你作出选择之前应该查看一下哪个目前有最先进的技术。

因此该选择哪类CPU?一般来说习惯了什么牌子就坚持使用,尤其是目前服务器已经使用了某个牌子。这样做的原因是如果主机运行在不同的处理器上时,你不能从一台主机移动运行着的虚拟机到另一台。(参见AMD演示英特尔与AMD处理器之间的热迁移)例如,使用英特尔处理器的虚拟机启动在一台主机上,如果在其运行时移动到使用AMD处理器的主机上,一般会崩溃。如果你决定使用不同牌子的处理器,处于兼容性考虑,最好将使用相同牌子处理器的主机隔离在分开的集群里。
 
处理器选择:虚拟化扩展

当购买处理器时,选择优化虚拟化的模式,如有AMD-V或Intel-VT 扩展。为了弄清扩展为什么重要,你需要了解环与CPU是如何工作的。

x86操作系统使用保护环提供保护级别,以便代码的执行。这些环以等级排列,从最有特权的(Ring 0)到最少特权的(Ring 3),这些都由对处理器有限制的CPU执行。在未虚拟化的服务器上,宿主在Ring 0里的操作系统拥有运行在Ring 3里的服务器硬件与应用。在虚拟化系统上,hypervisor和虚拟机监控器(VMM)需要运行在Ring 0,因此虚拟机子操作系统必须在Ring 1里。由于多数操作系统必须运行Ring 0,VMM工具通过捕获特许指令和模拟Ring 0到子虚拟机,让子操作系统以为它运行在Ring 0。

不过这个操作会降低性能,因此英特尔与AMD开发了Intel VT和AMD-V解决这个问题。这两种技术都整合在CPU里,因此VMM能运行在新的叫做Ring -1的环里,这允许子操作系统天生运行在Ring 0里。这种在CPU的扩展提升了性能。VMM不再让子操作系统以为它运行在Ring 0里,因为子操作系统能在此操作,并且不会与VMM冲突,它已经移动到新的Ring 1级别。为了从虚拟主机获取最好的性能,选择使用这些虚拟化优化的扩展CPU。

同样,继续留意AMD和英特尔未来支持嵌入页表(NPT)的处理器。AMD的版本是Rapid Virtualization Indexing(RVI),英特尔的是Extended Page Tables(EPT)。这种新CPU技术能帮助降低虚拟化大型应用(如数据库)的性能开销。

选择多核CPU

另一个关键选择是物理CPU(插座)的数量和CPU应该拥有的核心数量。多核CPU结合在单个物理CPU上的多个核心,这样的例子是拥有两个四核心CPU的服务器有八个处理器可用。取决于CPU的牌子和模式,这些核心有时候共享一个缓存,或每个核心有连个独立的Level 2缓存。多数虚拟化软件厂商通过插座销售许可,而不是通过每个插座拥有的核心数量,因此多核心处理器最适合虚拟化。对于新服务器,多核心CPU现在几乎是标准要求。

你也必须在双核和四核CPU之间作出选择。基于可以拥有多个核心的推断,你可能倾向于选择四核而不是双核。但是双核和四核有重大的差异。CPU核心数量的增加并不一定伴随着CPU时钟频率的增加。一个3.2GHz的CPU比1.6GHz的CPU快了一倍,但是四核心的CPU不比一核心的快四倍。一个双核心的CPU几乎比单核心CPU快50%(而不是你想象的100%),四核心的CPU可能只比双核心的快25%。此外,双核心的CPU一般比四核的时钟频率高。四核CPU产生过度的热量,导致频率没有单核和双核CPU高。

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