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虛擬化大不同

103/07/17 瀏覽次數 13755
一般常見的伺服器虛擬化軟體,例如 Linux KVM、Oracle VM VirtualBox 或者 VMware 系列產品,都是在單一台實體主機內,將主機切割成多個虛擬主機,讓每個人都可共享這一台伺服器的硬體資源。隨著個人電腦能力越來越強大,虛擬化技術的確可以避免機器閒置問題,讓硬體的計算資源可以充分的被利用。

但在某些科學研究上的計算需求卻是正好相反,例如生醫或大型防災模擬的研究,需要大且獨占的硬體資源,程式執行時不希望與其它用戶程式同時共用處理器,希望有專屬的記憶體與網路頻寬,此時虛擬化所帶來的硬體資源量化與彈性運用反而不是重點,反倒是期望透過虛擬化達到整合的功用,讓大大小小分散的主機可以整合成一大型計算主機供其使用。

在此也介紹此類虛擬化軟體–ScaleMP vSMP,其虛擬化方式是整合多台實體主機的硬體資源,讓單一作業系統來管控多台節點的處理器、記憶體、I/O 裝置等等硬體資源。同時它的開機過程是透過 InfiniBand RDMA 機制,來溝通各個主機板以形成單一台虛擬機器;當安裝完作業系統之後,這些透過 InfiniBand 網路連接的叢集節點,就虛擬化整合成為一座擁有多核心、大容量記憶體的單一主機,其架構上足以媲美一台價格昂貴的對稱多處理器(Symmetric Multi-Processor, SMP)商用主機。

除此之外,此軟體打造的虛擬機器在 I/O 上有一些好處,因為底層所有的 I/O 裝置都採用原生驅動程式,作業系統到裝置之間沒有再經過 Hypervisor 這一層來管理或模擬,不會因為大量資料交換造成傳輸上的瓶頸,所有硬體元件都可以直接地被上層作業系統與應用程式使用,因此非常適合多核心運算(multi-core computing),記憶體內運算(in-memory computing)與大記憶體計算(large-memory computing)等需要實體機器效能表現的計算場景,如天文物理、生醫等課題。可見雖然都是虛擬化,但內容上卻是大不同。

參考資料
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