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作者：Ronak Singhal 英特爾資深院士 英特爾至強路線(xiàn)圖與技術(shù)領(lǐng)導力部門(mén)首席架構師 近日，英特爾攜手微軟為開(kāi)放計算項目（OCP）提供了可擴展I/O虛擬化（SIOV）架構，使設備和平臺制造商能夠使用云服務(wù)器中的PCIe和Compute Express Link設備的超大規模虛擬化的行業(yè)標準規范。采用SIOV架構后，數據中心運營(yíng)商不僅能夠讓客戶(hù)降低使用高性能加速器和其他關(guān)鍵I/O設備的成本，亦能夠減輕此前的標準為I/O設備制造商帶來(lái)的成本和編程負擔。 新的SIOV架構是一種現代化的硬件和軟件架構，不僅可以實(shí)現I/O設備高效的大規模虛擬化，也克服了先前I/O虛擬化技術(shù)的擴展限制。根據開(kāi)放計算項目的條款聲明，任何公司都可以采用SIOV技術(shù)，并可以通過(guò)開(kāi)放的零成本許可將其應用于自身產(chǎn)品中。 在云環(huán)境中，包括網(wǎng)絡(luò )適配器、GPU和存儲控制器在內的I/O設備能夠在許多需要其服務(wù)的虛擬化工作負載之間共享。通過(guò)虛擬化軟件堆棧，硬件輔助的I/O虛擬化技術(shù)能夠有效地將這些工作負載的I/O流量路由到這些設備中，而且它也有助于降低成本并達到接近“裸金屬”速度的性能。 I/O虛擬化將從企業(yè)級規模演進(jìn)到超大規模 十多年前發(fā)布的單根I/O虛擬化（SR-IOV）是第一個(gè)I/O虛擬化架構，基于那個(gè)時(shí)代的虛擬化環(huán)境，每臺服務(wù)器通常運行少于20個(gè)虛擬化工作負載。SR-IOV將大部分虛擬化和管理邏輯加載到PCIe設備上，但這不僅增加了設備的復雜性也降低了虛擬化堆棧的I/O管理的靈活性。在隨后的幾年中，由于CPU內核數量增長(cháng)，虛擬化堆棧日漸成熟，容器和微服務(wù)技術(shù)使得工作負載密度成指數級增長(cháng)�；诖�，隨著(zhù)從“企業(yè)級規�！边^(guò)渡到“超大規�！碧摂M化，I/O虛擬化也需要日漸演進(jìn)。 SIOV是專(zhuān)為超大規模時(shí)代設計的硬件輔助I/O虛擬化，具備支持每臺服務(wù)器數千個(gè)虛擬化工作負載的潛能。一方面，SIOV將把性能要求不敏感的虛擬化和管理邏輯從PCIe設備轉移到虛擬化堆棧中；另一方面，它還在設備上使用了一個(gè)新的可擴展標識符，即PCIe內存地址空間ID，主要用于工作負載的內存尋址。虛擬化I/O設備不僅變得更容易配置和擴展，還能為它同時(shí)支持的每個(gè)虛擬機、容器或微服務(wù)提供接近原生的性能。 SIOV的優(yōu)化可以降低設備成本，讓設備更有效地訪(fǎng)問(wèn)大量虛擬機和容器，并讓虛擬化堆棧實(shí)現更靈活地配置和組合。整體而言，SIOV不僅為嚴苛的數據中心提供了一條高效的途徑，也為塑造數字世界更領(lǐng)先的AI、網(wǎng)絡(luò )、分析和其他高要求的虛擬工作負載提供了高性能I/O和加速。 標準和開(kāi)放的生態(tài)系統推動(dòng)增長(cháng)和創(chuàng )新 英特爾公司首席執行官帕特·基辛格（Pat Gelsinger）近期指出，基于行業(yè)標準的開(kāi)放生態(tài)系統加速了行業(yè)發(fā)展，并為客戶(hù)提供了更多選擇�；诖�，英特爾和微軟開(kāi)發(fā)、驗證了SIOV架構并將其提供給開(kāi)放計算項目。未來(lái)，它將持續推動(dòng)CPU、I/O器件和云架構的創(chuàng )新，從而為每個(gè)人提更高的服務(wù)性能和更大規模的經(jīng)濟效應。我們也非常期待開(kāi)放計算項目社區能夠采用和持續優(yōu)化該架構。 微軟云和人工智能高級架構總經(jīng)理Zaid Kahn表示：“隨著(zhù)系統架構和生態(tài)系統的發(fā)展，微軟長(cháng)期以來(lái)一直與芯片合作伙伴在標準方面展開(kāi)合作�？蓴U展I/O虛擬化架構是我們與英特爾一起為硬件開(kāi)放標準所做的最新貢獻，此外還有諸如PCIe、Compute Express Link和UEFI等貢獻。通過(guò)與英特爾和開(kāi)放計算項目合作，我們希望廣泛推動(dòng)SIOV在芯片廠(chǎng)商、設備供應商和IP供應商中的大規模應用，同時(shí)也期待能在整個(gè)生態(tài)系統中進(jìn)行更廣泛的合作，并隨著(zhù)云基礎設施需求的增長(cháng)和變化而不斷演進(jìn)這項標準�！� 值得注意的是，即將推出的英特爾至強可擴展處理器（代號 Sapphire Rapids）、英特爾以太網(wǎng) 800系列網(wǎng)絡(luò )控制器以及未來(lái)的PCIe和Compute Express Link（CXL）設備和加速器都將支持SIOV技術(shù)。同時(shí)，Linux內核的相關(guān)工作正在進(jìn)行中，預計將在2022年晚些時(shí)候集成該技術(shù)。此外，設備、CPU和虛擬化生態(tài)系統中的主要廠(chǎng)商也已經(jīng)了解相關(guān)信息，并很期待將SIOV整合到他們的產(chǎn)品路線(xiàn)圖中。 基于SIOV，云、網(wǎng)絡(luò )和數據中心行業(yè)可以為超大規模時(shí)代的虛擬化提供統一的啟動(dòng)平臺。 更多有關(guān)SIOV的信息 我們已經(jīng)可以看到“良性循環(huán)”在發(fā)揮作用，因為開(kāi)放的行業(yè)標準會(huì )催生巨大的創(chuàng )新，希望更多的企業(yè)和機構能夠加入我們的行列，在他們的產(chǎn)品和云基礎設施中支持SIOV，并加入開(kāi)放計算項目社區，共同推動(dòng)這項技術(shù)的發(fā)展。欲了解更多信息，可在開(kāi)放計算項目網(wǎng)站上查看這項規范。 |
