64位ARM處理器搭配RISC 提高可擴展性

2013-09-05 15:02 來源:電子信息網(wǎng) 作者:和靜

RISC(Reduced Instruction Set Computer)即精簡指令集,一直是移動設(shè)備的主流技術(shù)。而CISC (Complex Instruction Set Computer)即復(fù)雜指令集,已經(jīng)在虛擬化環(huán)境下發(fā)展壯大。二者都是設(shè)計制造微處理器的兩種典型技術(shù),但是RISC以及RISC芯片現(xiàn)在在服務(wù)器中承擔(dān)了更為重要的角色。這主要歸功于ARM及其參考架構(gòu),而64位ARM處理器的出現(xiàn)意味著管理員必須采用虛擬化戰(zhàn)略以最大限度地提高系統(tǒng)的利用率和可擴展性。

64位ARM處理器提供虛擬化支持

為使虛擬化發(fā)揮優(yōu)化資源以及硬件性能優(yōu)勢,服務(wù)器需要支持一些核心的處理器技術(shù)。

首 先,處理器必須提供允許hypervisor管理并分配計算資源的指令集,沒有資源重疊影響工作負載安全性。早期的部署依賴軟件進行管理與分配,但是軟件 實際上影響了性能而且對在舊系統(tǒng)上進行虛擬化進行了嚴(yán)格的限制。傳統(tǒng)的x86處理器采用虛擬化擴展,ARM也采用了這一方式,在ARMv7中針對虛擬化引 入了硬件加速。

其次,在虛擬化環(huán)境中內(nèi)存是一個主要關(guān)注點。傳統(tǒng)的32位處理器只能訪問4GB的系統(tǒng)內(nèi)存,這限制了系統(tǒng)能夠支持的虛擬機的總數(shù)。這一限制提醒我們遷移到64位處理器,64位處理器在理論上能夠訪問16艾字節(jié)的內(nèi)存,遠遠大于在目前的服務(wù)器系統(tǒng)中實際配置的內(nèi)存大小。

大 型物理地址擴展通過將32位地址映射到40位地址范圍,使舊有的ARM處理器克服了32位內(nèi)存限制。但是為了支持數(shù)據(jù)中心工作負載并運行企業(yè)級操作系 統(tǒng),ARM處理器還必須遷移到64位平臺。ARMv8架構(gòu)比如ARM的Cortex-A50系列是一款真正的能夠進行64位尋址的64位處理器。

什么時候使用ARM處理器進行服務(wù)器虛擬化

Intel至強、AMD酷龍以及其他x86處理器能夠處理大量指令,而且包含數(shù)十億個在2-3GHz頻率下運行的晶體管。這一數(shù)量巨大的晶體管處理復(fù)雜指令的擴展集合,但是將消耗大量的電力,而且會影響處理效率。

RISC技術(shù)的目標(biāo)是通過精簡指令集降低功耗并提升性能。RISC減少了指令的數(shù)量,因此減少了晶體管的總數(shù)。晶體管的數(shù)量更少降低了功耗,這是通過處理器提升性能的最快方式。這一精簡的處理器使用1GHz或者更低的時鐘頻率能夠達到更好的性能。

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ARM RISC

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