Nehalem-EP促使虚拟化“进步”
特别策划
Core i7（Nehalem架构，代号Bloomfield）在2008年推出后，面向服务器平台的Nehalem-EP架构（代号Gainestown）的Xeon 5500系列处理器也于2009年3月31日正式发布，它在虚拟化方面有什么进步呢？
Nehalem-EP的虚拟化新特性
Nehalem-EP平台支持超线程技术，每个核心都能同时执行两个线程，一共8个逻辑核心（即4个物理核心），可大大提高服务器的虚拟化性能。在Nehalem-EP平台上，英特尔进一步对虚拟化技术进行改进，加入了EPT（Extended Page Tables，扩展页表）和VPID（Virtual Processor IDs，虚拟处理器标志）两项技术。
●EPT：加速从虚拟机地址到服务器物理地址的转换
在x86架构中，内存页（Page Tables）可用来保护内存位址，使多个程序在内存中存取时互不干扰。然而内存页在虚拟化时，得经过VMM中SPT（Shadow Page Table）的转换，会造成性能损失。因此，AMD/英特尔都提出了各自的内存页虚拟化机制，AMD称为NPT（Nested Page Tables），而英特尔则称为EPT（Extended Page Tables）。
NPT和EPT的原理相同：在进行虚拟化运算时，由于物理内存被多个虚拟机共享，所以虚拟机会访问虚拟地址而不会直接访问物理地址。在物理地址和虚拟地址的转换过程中（虚拟机退出时都要对内存页进行修改），如果性能不佳，肯定会影响虚拟系统的性能。EPT可加速从虚拟机地址到服务器物理地址的转换过程，节省传统软件虚拟处理方式的系统开销。据英特尔宣称，EPT在此方面的改进所带来的虚拟化延迟可比Penryn（Xeon 5400）降低33%。
●VPID：通过减少虚拟机地址转换的开销来提升虚拟化性能，并提高迁移速度
每个处理器中都有一个TLB（Translation Look-aside Buffer，页表缓存），其主要作用是用来存储逻辑地址到物理地址的转换表，负责将虚拟内存地址翻译成实际的物理内存地址。当CPU寻址时，不会直接在内存的物理地址里查找该地址，而是优先在TLB中进行寻址。
当处理器在虚拟客户端和主机环境之间切换时，英特尔过去的处理器都会不断刷新TLB，以确保进程只访问被允许访问的内存。而VPID会追踪TLB中某个转换进程并查找是哪个虚拟机，这样当虚拟机进入或退出时，TLB即使不刷新也能够保证安全性。如果一个进程试图访问不属于自己的地址转换，则会在TLB发生命中失败而不是非法访问。VPID通过此方式减少虚拟机地址转换的开销来提升虚拟化性能，并提高迁移速度。
Nehalem-EP对虚拟化的意义
以英特尔VT和AMD SVM安全虚拟机为代表的芯片级虚拟化解决方案的出现，虚拟化从软件发展到硬件，让虚拟化应用的兼容性更佳，大大减少了软件虚拟化应用的性能开销，从而使虚拟软件能够按通用标准进行编写，性能更强大。对于那些已经在运用虚拟化软件工具的用户来说，不用增加任何额外成本，就可以借助内置在英特尔处理器或芯片组中的虚拟化技术，来提升主流市场虚拟化软件工具的性能及实际的应用性能。
从硬件性能来看，随着英特尔以Nehalem-EP平台为代表的新一代硬件辅助虚拟化平台的推出，让传统的纯软件虚拟化应用变得更高效。并且Nehalem-EP平台（含相关配套主板芯片组）是目前服务器中对硬件虚拟化技术支持最完备的系统，它是对处理器虚拟（VT-x或VT-i）、芯片组虚拟（VT-d）、I/O及网络设备虚拟（VT-c）等一系列虚拟化技术的集成，让英特尔VT性能有了进一步提高，可为客户的服务器虚拟化部署提供更好的保障。
从市场来看，Nehalem-EP平台为服务器厂商带来了新的机遇，例如应用了VT-d虚拟化技术的Nehalem-EP不仅可将在该平台上运行的虚拟机的性能提升一倍，也可大大减化相关软件的编写难度（如VMware计划在2009年发布一项名为VMDirectPath的新技术，这项技术可以利用Nehalem-EP平台中的新功能）。Nehalem-EP推出的重要意义在于，这是一种设计更简单、实施更高效、应用更可靠、覆盖更全面的虚拟化解决方案，它的出现将进一步降低x86服务器平台虚拟化的门坎，进一步提升x86服务器平台虚拟化的性能。
