Intel geeft voorlopige specificaties van Vanderpool vrij

Intel heeft de voorlopige specificaties vrijgegeven van Vanderpool, de virtualisatiefeatures die nog voor het einde van dit jaar aan desktop- en serverprocessors zullen worden toegevoegd. Virtualisatie is het aanbrengen van een laag tussen de hardware en de software, waardoor interessante mogelijkheden onstaan, zoals het tegelijkertijd draaien van meerdere operating systemen op dezelfde hardware. Hoewel extreem prijzig speelgoed zoals mainframes en supercomputers vaak wel een of andere vorm van hardwarematige partitionering kennen, is het voor gewone stervelingen op dit moment alleen mogelijk om zoiets puur softwarematig te realiseren, met behulp van een pakket zoals VMware of Microsoft Virtual Server. Intel wil dit soort software echter drastisch gaan versnellen, door zijn processors te voorzien van extra instructies en andere features om virtualisatie hardwarematig te ondersteunen.

Er komen twee versies van Vanderpool: VT-x is de versie voor x86-processors en VT-i is een meer geavanceerde specificatie voor Itaniums. Beide gaan echter uit van dezelfde basis: een VMM (Virtual Machine Monitor) krijgt aan de ene kant directe en onbeperkte toegang tot de hardware, en biedt aan de andere kant een virtuele machine aan waar een operating systeem als gast op kan draaien. De gasten zijn beperkt in hun mogelijkheden om te voorkomen dat ze dingen doen die gevaarlijk zijn voor andere virtuele machines en/of de VMM zelf. Deze beperkingen zijn essentieel om meerdere systemen stabiel naast elkaar te laten draaien, maar moeten ook goed verborgen worden gehouden om compatibliteit met alle bestaande drivers en besturingssystemen te garanderen.

Het grote verschil tussen softwarematige virtualisatie en het hardwarematige Vanderpool is de manier waarop voorkomen wordt dat een gast gevaarlijke dingen doet. Bij softwarematige oplossingen moet dit continu in de gaten worden gehouden door de VMM, en die zal dus altijd als extra laag aanwezig zijn. Met Vanderpool zal de processor de gasten echter in een zogenaamde "non-root VMX-mode" laten draaien. Deze geeft gasten schijnbaar onbeperkte en directe toegang tot de hardware, maar slaat direct alarm bij de VMM als één van hen een overtreding dreigt te plegen. De VMM hoeft dankzij Vanderpool dus alleen nog maar de uitzonderingen af te vangen, in plaats van continu alles in de gaten te houden. Bovendien zorgt de technologie ervoor dat de processor snel kan overschakelen tussen de VMM en een gast, waardoor het afhandelen van een uitzondering zo min mogelijk tijd in beslag neemt.

Vanderpool houdt aan de ene kant dus de software in de gaten, maar de techniek bemoeit zich ondertussen ook met de hardware. Het zorgt namelijk voor een soepele afhandeling van de interrupts. Deze kunnen op ieder willekeurig moment door hardware worden gegenereerd om aandacht van de processor te vragen. Als een netwerkkaart een nieuw pakket ontvangt kan deze bijvoorbeeld een interrupt sturen om ervoor te zorgen dat het operating systeem een driver in werking stelt, zodat die het pakket ophaalt en verwerkt. Vanderpool moet echter voorkomen dat dit soort signalen direct bij de gast die op dat moment toevallig actief is terechtkomen, want mogelijk moet een andere gast (ook) reageren op het signaal.

VT-i (dat ook wel bekend staat als Silvervale) biedt als voornaamste extra de ondersteuning voor virtuele processors. Bij VT-x zien alle gasten dezelfde virtuele hardware, die bovendien hetzelfde is als de echte hardware. De Itanium-versie gaat echter verder: iedere fysieke processor kan gesplitst worden in meerdere virtuele processors, zodat systeem met twee cores zich voor kan doen als een 4-way-machine. Dit sluit mooi aan op toekomstige multicore, multithreading processors.

Reacties (41)

[woekele]

Quote: De VMM hoeft dankzij Vanderpool dus alleen nog maar de uitzonderingen af te vangen, in plaats van continu alles in de gaten te houden.

Maar hoe weet hij dan dat een uitzondering plaatsvindt, zonder het in de gaten te houden?

[Wouter Tinus]

Daar zorgt Vanderpool voor, die slaat alarm als er iets mis dreigt te gaan. Vanderpool is een hardwarefeature, een VMM is een stuk software zoals VMware of Virtual Server.

[-Tibo-]

Misschien via een interrupt?

[KnoppenSpook]

Vanderpool - doet mij eerder aan ijs denken

[flipthegreat]

De gasten zijn beperkt in hun mogelijkheden om te voorkomen dat ze dingen doen die gevaarlijk zijn voor andere virtuele machines en/of de VMM zelf. Deze beperkingen zijn essentieel om meerdere systemen stabiel naast elkaar te laten draaien

Draait je OS dan ook minder goed met deze beperkingen?

[microchip]

Kan iemand mij vertellen WAAROM iemand twee besturingssystemen tegelijk zou willen draaien? Voor snelheidswinst zorgt het in iedergeval niet...

[Korben]

Misschien als je applicaties aan het ontwikkelen bent, en je wilt deze testen in een afgeschermde omgeving waar niks mis kan gaan. Of als je bijvoorbeeld Windows geïnstalleerd hebt, maar je wilt ook met Linux prutsen zonder daar een partitie voor te hoeven opgeven, of vice versa. Overigens valt bij de bekende producten (VMware, MS Virtual PC) het verlies in snelheid wel mee. Alleen bij Bochs is dit erg merkbaar, maar dat is minder platformspecifiek dan de anderen.

[Verwijderd]

Zeker waar! Ik gebruik zelf als student virtual pc om mijn veilige ontwikkelomgeving in te draaien. Ik kan dus alle software instaleren die ik wil (W2K3 ipv XP, SQL server, beta releases) zonder dat mijn systeem errug vol wordt en ik lekker veilig bezig ben. Ook is de wissel van OS errug gemakkelijk.
\
Voldoende redenen voor mij.

[erikdenv]

Als ik software voor Win95/98 moet testen op mijn AMD64 zal dat niet lukken (drivers e.d.) In een VMWare sessie gaat dat prima.
Je kunt hiermee ook client-server software testen op 1 fysieke machine door twee sessies tegelijk te draaien.

[Neo_revisited]

Meerdere besturingssystemen op één systeem tegelijk kan wel degelijk snelheidswinst opleveren. Om deze reden gebruikt IBM deze techniek al enige jaren.

Er is bepaalde software welke zeer slecht opschaalt boven een x aantal processoren.
Voorbeeld:
- Systeem met 16 processoren
- Software schaalt tot 4 processoren goed, elke extra processor na die 4e zorgt voor een zeer minimale snelheidswinst of zelfs een snelheidsverlies.
- Je hakt het systeem in 4 virtuele machines van 4 processoren en laat elk aan een deel van de software werken. In plaats van weinig snelheidswinst door de 5e tot de 16e processor of zelfs een snelheidsafname gaat het nu bijna 4 x zo snel.

Er is bepaalde software waarvoor je per processor betaalt. Als hetzelfde systeem geen virtualisatie kent betaal je dus direct voor 16 processoren. In dit geval kun je slechts enkele processoren toekennen aan de software en zodra het nodig is meer processoren bij te schakelen kan dit. Ook geeft het voordelen als een van de processoren kapot gaat zodat deze virtueel kan worden vervangen voor een werkende.

Met virtuele machines kun je ´s-nachts bijvoorbeeld ook machines die niet in gebruik zijn afsluiten en de dan beschikbaar gekomen hardware ter beschikking stellen aan een ander virtueel systeem die dan sneller haar werk kan doen. Dit wordt ook gedaan met blade-servers.

Ook kunnen in zo´n systeem een database-server, file-server en bijvoorbeeld exchange-server op 1 systeem draaien. Dat dit bij veel bedrijven dit op afzonderlijke servers draait heeft niet te maken met de hardware, maar met het feit dat de verschillende functies elkaar wel eens zouden kunnen bijten en het risico als een van de systemen onderuit gaat alles onderuit gaat. Bij virtuele systemen is dit niet het geval en kan bijvoorbeeld de virtuele Exchange-server afzonderlijk worden herstart, indien nodig. Het aanschaffen van verschillende servers is dan dus niet meer nodig. Eén server met voldoende redundantie en hardware voor virtualisatie is voldoende.

Op deze wijze zorg je dat je een kleinere ruimte effectiever kan inzetten. In plaats van 100 servers (groot bedrijf) kun je het af met nog maar 10.

Er zijn nog veel meer voordelen van virtualisatie. Zover ik hier heb gelezen gaat Intel eerst over op de virtualisatie van processoren. De processoren zien alle hardware. Het wordt pas echt leuk als het hele systeem kan worden gevirtualiseerd, zoals bijvoorbeeld bij IBM. Hier kan men o.a. ook specifiek geheugen (per module of modules) of harde schijven toewijzen aan een virtueel systeem.

[4VAlien]

Je oplossing kan ook gewoon zonder VMs. Gewoon de software per 4 cpu's aan de taak laten werken!

[Verwijderd]

Stel je hebt een database server die op Linux draait maar je Exchange Server draait enkel onder Windows. Dan kun je twee machines aanschaffen. Je kan ook 1 machine aanschaffen en twee aparte besturingssystemen draaien.

Bezoek maar eens de VMWare website. Daar staan genoeg voorbeelden van real life situaties waarin VMWare (softwarematig) aardige besparingen kan opleveren bij bedrijven.

[mxcreep]

Sorry hoor, maar in productie omgevingen een database server en een exchange server op 1 en dezelfde bak draaien met 2 os-sen ???
Dat soort toepassingen draai je zowieso op aparte servers...

[axis]

klopt, ieder IT-respecterend bedrijf wel.. maar het aannemersbedrijfje op de hoek met 5 medewerkers? Daar kan best alles op 1 servertje.. scheelt ze aardig in de centen, alleen het is meer error-prone. Maar dat moet je ze dan ook duidelijk maken (en zorgen voor goede backups)

[PenguinPower]

Komt steeds meer voor... kijk maar eens naar de Case studies van Virtual Server: http://www.microsoft.com/windowsserversystem/virtualserver/evaluation/ casestudies/default.mspx

Persoonlijk zou ik het niet echt geweldig vinden als serverbeheerder... maarjah het is wel efficient qwa kosten

[Olaf van der Spek]

Kan iemand mij vertellen WAAROM iemand twee besturingssystemen tegelijk zou willen draaien? Voor snelheidswinst zorgt het in iedergeval niet...

Bijvoorbeeld omdat je standaard onder Linux werkt, maar ook weleens een spel onder Windows wilt spelen zonder te hoeven rebooten.
Of omdat je telebankieren in een ander OS wilt uitvoeren dan gewoon surfen over internet en de rest van de zaken.

[erikdenv]

Nou dat schiet niet erg op hoor, ik heb een oud spelletje voor mijn dochter, dat niet goed onder Windows XP draait, in een VMware sessie onder Win2k draaien onder Linux maar het geluid hort en stoot verschrikkelijk (AMD64 met 1GB en SB Live, daar ligt het niet aan)

[Splorky]

ik heb op win xp (en win 2000 virtueel) starcraft vloeiend kunnen spelen, op 'n P3

dus het probleem hoeft niet aan VM-ware te liggen

[zion]

Misschien eens naar de instellingen kijken? Standaard gebruikt VMWare geloof ik een soort "poort" naar het geluid, maar ingesteld als "Direct Sound Driver" zou het geluid het prima moeten doen hoor.

[RobLemmens]

we hebben hier een laptop die in geval van nood de telefooncentrale (cisco callmanager), de webserver of database server kan vervangen d.m.v. VM-Ware en verschillende OS installs. Ok toegeven dat het langzaam draait maar het is wel supermakkelijk voor het geval dat.

[Tomatoman]

De voornaamste reden om twee besturingssystemen tegelijk te draaien is een besparing van kosten, met name als het om een server gaat. In plaats van bijvoorbeeld vier losse servers neer te zetten is het vaak goedkoper om één zwaardere server neer te zetten die de taak van die losse servers overneemt.

De zware server wordt dan virtueel opgedeeld in vier losse servers. De software blijft ongewijzigd (je hebt nog steeds vier virtuele servers te onderhouden), maar je bespaart aanzienlijk op de hardware. Je hebt nog maar één redundante voeding nodig in plaats van vier, minder harddisks in een RAID-configuratie, nog maar één dure processor (die goedkoper is dan vier goedkope, losse processoren) en nog maar één servicecontract voor de server. Al met al kan dat een hoop onderhouds- en beheerkosten besparen.

Het gaat dan ook met name om kostenbesparing in de serverwereld. Voor desktops zijn de voordelen minder interessant.

[Verwijderd]

heel simpel, nu zit je niet meer vast aan een os maar kan je zelf kiezen welke software je wil gebruiken... op mijn werk hebben we soms keuzes moeten maken die we liever niet wilden maken omdat het os vast stond en we daardoor niet het software pakket konden gebruiken of we moesten constant rebooten/meerdere workstations gebruiken, nu kunnen we onafhankelijk van het os kiezen welke software we willen gebruiken en steeds het os kiezen dat het best samengaat met de gekozen software ...


ideaal dus heheheh, in theorie natuurlijk, de praktijk valt nog af te zien ... al viel de methode van sun zijn pci III goed mee op dat vlak ...

[Niles]

De Itanium-versie gaat echter verder: iedere fysieke processor kan gesplitst worden in meerdere virtuele processors, zodat systeem met twee cores zich voor kan doen als een 4-way-machine. Dit sluit mooi aan op toekomstige multicore, multithreading processors.

Oftewel, VanderPool en Hyperthreading gecombineerd worden eindelijk toegevoegd aan de Itanium. Zo heel bijzonder is dat VT-i dus niet tenopzichte van VT-x. Wat mij betreft weer veel bombarie voor niks?

[Wouter Tinus]

VT-i gaat wel iets verder dan HyperThreading en VT-x. Je kunt ten eerste meer dan twee virtuele processors scheppen (gaat dus verder dan HyperThreading), en ten tweede kun die virtuele processors toewijzen aan verschillende virtuele machines (kan niet met VT-i). Al met al is VT-x dus een stuk complexer. Hoewel het basisidee natuurlijk wel hetzelfde is, zou ik het niet bepaald "bombarie om niets" willen noemen.

[TheGhostInc]

Hyperthreading is geen virtuele processor, het is een processor die grote gedeeltes deelt met de "hoofd" processor. Maar heeft wel zijn eigen registers.

Een virtuele processor bestaat in de hardware niet.

[Olaf van der Spek]

Hoe wordt de hardware dan gedeeld?
Drivers nemen aan dat ze directe hardware toegang hebben, dus er kan maar een driver in een OS toegang hebben tot bepaalde hardware.
Krijg je dan een 'master' OS dat de echte hardware beheerd en 'slave' OSs die via de master toegang krijgen tot de virtuele hardware?

[Verwijderd]

je zou ook het artikel een keer kunnen lezen. dan zie je dat de VMM hiervoor zorgt...

[axis]

zit een aparte virtualisatielaag tussen.. in je 'guest OS' heb je bijvoorbeeld ook een andere netwerkkaart die ge-emuleerd wordt.. maarruh, download de VMWare trial eens, en probeer het eens. Leuk om mee te spelen.

[Olaf van der Spek]

maarruh, download de VMWare trial eens, en probeer het eens. Leuk om mee te spelen.

Heb ik al. Maar als alle hardware geemuleerd moet worden, dan is de performance toch ook niet goed?
Kan in VMWare moeilijk games gaan spelen.

[zzzzap]

Inderdaad wordt de omliggende hardware geëmuleerd, maar de machine-code hoeft niet geëmuleerd te worden, deze wordt native op de processor uitgevoerd, in tegenstelling tot b.v. een Playstation, Amiga of MSX emulator waar wel machine-code geëmuleerd moet worden van b.v. de Motorola 68040. Het stukje virtualisatie van de software maakt dankbaar gebruik van processoreigenschappen die sinds de i80386 al door Intel zijn toegevoegd. (in windows 3.x werd dit Virtual Mode genoemd, waarbij elke applicatie in zijn eigen geheugenruimte uitgevoerd kon worden)

[nero355]

En heel toevallig presteert AMD slechter i.c.m. Vanderpool straks

[Wouter Tinus]

Sterker nog: VMM-software geschreven voor Vanderpool zal helemaal niet op AMD's draaien, tenzij AMD natuurlijk dezelfde extra instructies gaat ondersteunen.

[Verwijderd]

AMD is bezig met een soortgelijke technologie.

Stond pas geleden nog op een of andere hardware site.

[the_stickie]

aangezie we wat betreft cpu-instructies betsaat er al geruime tijd een belangrijke kruisbestuiving tussen beide concurrenten; MMX, SSE,NX-bit, 64-bit instructies, ze worden door zowel Intel als AMD toegepast, al heeft een van beiden meetsal een kleine (tijd) voorsprong.
Daarom alleen al denk ik dat we voorlopig van de veronderstelling moet uitgaan dat uiteindelijk beiden ook deze "Virtual Machine"-isntructies zullen ondersteunen. Als dit niet zo zou zijn zal dat wel blijken

[XWB]

AMD komt in 2006 ook met virtualisatiefeatures, Pacifica genaamd.

[Verwijderd]

En wat gaat AMD hier tegenin brengen?

[Wouter Tinus]

AMD is met iets soortgelijks bezig onder de codenaam Pacifica, maar daar is nog niets concreets over bekend.

[jesse282]

Ik ben heel erg benieuwd of er ooit in de toekomst een security leak in dit systeem gevonden wordt, welke hard in de processor zit of in de microcode van de processor zit. Of dat niet of veel minder snel fout kan maken op hardware niveau.

In software heb een buffer overrun zo gemaakt, bestaan er ook zulk soort gevaren bij het ontwerpen van een cpu?

[Korben]

Ik snap niet wat dit met Microsoft te maken heeft. VMware is geen Microsoft-product, en aangezien VMware vrij breed gebruikt wordt zal het uiteindelijk echt wel de instructiesets van AMD en Intel gaan ondersteunen.