問：虛擬機技術(shù)是近些年來IT業(yè)界非常熱的一個領(lǐng)域，無論是硬件廠商還是軟件廠商都很積極地參與其中。據(jù)了解，您目前正擔負著國家973計劃中的"計算系統(tǒng)虛擬化基礎(chǔ)理論與方法研究"研究項目，那么從您的角度看AMD四核處理器在虛擬機技術(shù)上有什么樣的吸引力？

金海：很顯然，大家之所以希望虛擬化幫助提升IT基礎(chǔ)設(shè)施的效率，那么打破"每臺服務(wù)器一種應(yīng)用"的模式，根據(jù)工作負載或維護安排遷移虛擬機就是它最有吸引力的地方，它將一臺計算機分成多個獨立的虛擬機，能夠同時支持多種不同的操作系統(tǒng)和應(yīng)用。

如果在一個硬件系統(tǒng)上運行多個虛擬機，那么如何保證從最底層的CPU到最上層的應(yīng)用之間，物理機與虛擬機之間的高速高效的數(shù)據(jù)交換，以及虛擬機之間的高隔離度就成了重要課題。我們通過研究VMware和Xen這樣在Windows和Linux操作系統(tǒng)上的典型虛擬機產(chǎn)品，可以知道相較傳統(tǒng)的進程遷移，虛擬機遷移的具有很大優(yōu)勢但同時帶來不少挑戰(zhàn)，例如在內(nèi)存遷移、網(wǎng)絡(luò)連接保持、用戶數(shù)據(jù)遷移和虛擬機本身的效率等問題上還有提升空間。而這就需要有從底層硬件、固件到軟件的同步提升，巴塞羅那就從CPU底層提供了良好的硬件支持。

例如DEV（Device Exclusion Vector）技術(shù)可以在內(nèi)存中創(chuàng)建保護域，通過拒絕未經(jīng)授權(quán)的內(nèi)存訪問請求，使得設(shè)備在未經(jīng)授權(quán)的情況下，不得訪問內(nèi)存頁面。實現(xiàn)了在硬件中嵌入安全性，從而提高虛擬機效率。

此外，為了提升虛擬機與物理機之間的數(shù)據(jù)傳送及翻譯轉(zhuǎn)換，巴塞羅那中使用了帶標簽的 TLB（Translation Look-aside Buffer，地址轉(zhuǎn)換后備緩沖器，它是 CPU 中的一個表，用于存儲最近使用的從虛擬到物理內(nèi)存翻譯記錄），使得在多個虛擬機同時運行時，在內(nèi)存地址中切換時可以令Hypervisor知道TLB與虛擬機之間的一一對應(yīng)關(guān)系，從而提高虛擬機性能。

用戶歡迎更多元的結(jié)構(gòu)

問：在全球TOP500排名中，出現(xiàn)了越來越多的基于AMD處理器的系統(tǒng)，而且有消息說IBM、Cray和Sun三大廠商都將采用巴塞羅那作為千萬億次HPC的搭建平臺，這也引起了很多研究者的注意。您如何看待這一趨勢？

金海：總結(jié)起來，AMD的新一代處理器的重要貢獻來自于三個方面，即獨特的系統(tǒng)架構(gòu)，優(yōu)勢的內(nèi)存性能與控制，以及在虛擬化領(lǐng)域里的一系列新設(shè)計。在這三方面AMD都提供了較好的方案，例如有彈性的直連架構(gòu)實現(xiàn)了線性的性能提升，所需要解決的問題越大，越復(fù)雜，直連架構(gòu)的優(yōu)勢就越大等。

作為高性能計算領(lǐng)域里的研究人員，我們當然希望能夠有更多新的技術(shù)、新的設(shè)計和新的突破點出來，滿足許多領(lǐng)域?qū)τ诟咝阅苡嬎愕男枨?。具體到即將開始的ChinaGrid網(wǎng)格二期工程，我們也希望看到在6個核心計算節(jié)點和40個高校計算節(jié)點中，有更多來自不同廠商的產(chǎn)品，讓更多性價比良好的系統(tǒng)能被各個領(lǐng)域的研究者使用到。

多易