Для чего нужна виртуализация ЦП?

Обновлено: 03.07.2024

Хотя самые последние ПК поддерживают аппаратную виртуализацию, не все поставщики компьютеров включают эту функцию при поставке с завода. Чтобы включить эту функцию, выполните следующие действия, основанные на инструкциях Red Hat:

Перезагрузите компьютер
Сразу, когда компьютер выходит из черного экрана, нажмите Delete, Esc, F1, F2 или F4. Каждый производитель компьютеров использует разные клавиши, но при загрузке может отображаться краткое сообщение о том, какую из них нажать. Если вы пропустили это в первый раз, перезагрузитесь и попробуйте еще раз. Помогает нажатие клавиши примерно два раза в секунду, когда компьютер поднимается. Если вы не можете войти в BIOS с помощью этого метода, обратитесь к руководству вашего компьютера.
В настройках BIOS найдите элементы конфигурации, относящиеся к ЦП. Они могут находиться под заголовками «Процессор», «Набор микросхем» или «Северный мост».
Включить виртуализацию; параметр может называться VT-x, AMD-V, SVM или Vanderpool. Включите Intel VT-d или AMD IOMMU, если параметры доступны.
Сохраните изменения и перезагрузите компьютер.
Удалите все существующие виртуальные машины (Machine > Remove ** и выберите ** Delete all files) и повторно импортируйте файл .ova (выполнив шаг 4 и последующие шаги инструкций по установке).

Проверьте, поддерживает ли ваша система виртуализацию

Если вы не можете найти настройки виртуализации в BIOS, это может означать, что ваш ноутбук ее не поддерживает. Если вы хотите попробовать выяснить это самостоятельно, вы можете попробовать:

В Windows загрузите и запустите утилиту Microsoft. Вы также можете загрузить утилиты, чтобы проверить, поддерживает ли ваш процессор виртуализацию, если она не включена. Hyper-V должен быть отключен, чтобы VirtualBox мог запускать 64-битные гостевые операционные системы. Откройте приложение «Включить или отключить функцию Windows» и убедитесь, что Hyper-V не установлен.

В Linux откройте окно терминала и выполните:

egrep -q 'vmx|svm' /proc/cpuinfo && echo yes || эхо нет

Что делать, если мой ноутбук не поддерживает виртуализацию?

Не волнуйтесь! Приходите на следующий сеанс установки BCE, и эксперт поможет вам определить, подходит ли ваше оборудование, а если нет, может обсудить альтернативы работе на вашем ноутбуке.

Виртуализация ЦП — это одна из технологий облачных вычислений, для работы которой требуется один ЦП, который работает как несколько компьютеров, работающих вместе. Виртуализация существует с 1960-х годов, когда она стала популярной благодаря аппаратной виртуализации или виртуализации ЦП. Чтобы работать эффективно и использовать все вычислительные ресурсы для совместной работы, была изобретена виртуализация ЦП, позволяющая легко управлять вещами, запуская каждую ОС на одной машине. Виртуализация в основном фокусируется на операциях, связанных с эффективностью и производительностью, за счет экономии времени. При необходимости используются аппаратные ресурсы и инструкции процесса нижележащего уровня для обеспечения работы виртуальных машин.

Что такое виртуализация ЦП?

Виртуализация ЦП делает упор на выполнение программ и инструкций через виртуальную машину, создавая ощущение работы на физической рабочей станции. Все операции выполняются эмулятором, который управляет программным обеспечением для запуска в соответствии с ним. Тем не менее виртуализация ЦП не действует как эмулятор. Эмулятор работает так же, как обычный компьютер. Он реплицирует ту же копию или данные и генерирует тот же результат, что и физическая машина. Функция эмуляции обеспечивает отличную переносимость и упрощает работу на одной платформе, действуя так же, как и на нескольких платформах.

Веб-разработка, языки программирования, тестирование программного обеспечения и другое

При виртуализации ЦП все виртуальные машины действуют как физические машины и распределяют свои ресурсы хостинга, например, имея различные виртуальные процессоры. Совместное использование физических ресурсов происходит для каждой виртуальной машины, когда все службы хостинга получают запрос. Наконец, виртуальные машины получают долю одного выделенного им ЦП, будучи однопроцессорным, действующим как двухпроцессорный.

Типы виртуализации ЦП

Доступны различные типы виртуализации ЦП

<р>1. Программная виртуализация ЦП

Эта виртуализация ЦП основана на программном обеспечении, и с ее помощью код приложения выполняется на процессоре, а привилегированный код транслируется первым, и этот переведенный код выполняется непосредственно на процессоре. Этот перевод известен как двоичный перевод (BT). Код, который переводится, очень большой по размеру и в то же время медленный при выполнении.Гостевые программы, основанные на привилегированном кодировании, работают очень гладко и быстро. Программы с кодом или приложения, основанные на важных компонентах привилегированного кода, таких как системные вызовы, выполняются медленнее в виртуальной среде.

<р>2. Аппаратная виртуализация ЦП

Существует аппаратное обеспечение, которое получает помощь для поддержки виртуализации ЦП от определенных процессоров. Здесь пользователь-гость использует другую версию кода и режим выполнения, известный как гостевой режим. Гостевой код в основном работает в гостевом режиме. Лучшая часть виртуализации ЦП с аппаратной поддержкой заключается в том, что при ее использовании для аппаратной помощи не требуется перевод. По этой причине системные вызовы выполняются быстрее, чем ожидалось. Рабочие нагрузки, требующие обновления таблиц страниц, могут выйти из гостевого режима в корневой, что в конечном итоге снижает производительность и эффективность программы.

<р>3. Виртуализация и поведение процессора

Несмотря на специфическое поведение программного обеспечения модели ЦП, виртуальная машина по-прежнему помогает определить модель процессора, на которой работает система. Модель процессора различается в зависимости от процессора и широкого спектра функций, которые он предлагает, тогда как приложения, которые производят выходные данные, обычно используют такие функции. В таких случаях vMotion нельзя использовать для миграции виртуальных машин, работающих на многофункциональных процессорах. Расширенная совместимость vMotion легко справляется с этой функцией.

Программа обучения виртуализации (9 курсов) 9 онлайн-курсов | 23+ часа | Поддающийся проверке сертификат об окончании | Пожизненный доступ
4,5 (8 447 оценок)

<р>4. Последствия виртуализации ЦП для производительности

Виртуализация ЦП увеличивает нагрузку в зависимости от используемых рабочих нагрузок и виртуализации. Любое приложение зависит главным образом от мощности процессора, ожидающего выполнения инструкций в первую очередь. Такие приложения требуют использования виртуализации ЦП, которая получает команду или выполнение, которые необходимо выполнить в первую очередь. Эти накладные расходы занимают общее время обработки и приводят к общему снижению производительности и производительности виртуализации ЦП.

Почему важна виртуализация ЦП?

Виртуализация ЦП важна во многих отношениях, и ее полезность широко распространена в индустрии облачных вычислений. Я расскажу о преимуществах использования виртуализации ЦП, как указано ниже:

При использовании виртуализации ЦП общая производительность и эффективность значительно повышаются, поскольку обычно виртуальные машины работают на одном ЦП, совместно используя ресурсы, как если бы они одновременно использовали несколько процессоров. Это экономит затраты и деньги.
Поскольку виртуализация ЦП использует виртуальные машины для работы с отдельными операционными системами в одной системе общего доступа, она также поддерживает безопасность. Машины также хранятся отдельно друг от друга. Из-за этого любая кибератака или программный сбой не могут повредить систему, так как одна машина не может повлиять на другую машину.
Он работает только с виртуальными машинами и аппаратными ресурсами. Он состоит из одного сервера, на котором хранятся все вычислительные ресурсы, а обработка выполняется на основе инструкций ЦП, которые используются всеми задействованными системами. Поскольку требования к оборудованию меньше, а физическое использование машины отсутствует, поэтому стоимость намного меньше, а время экономится.
Это обеспечивает наилучшее резервное копирование вычислительных ресурсов, поскольку данные хранятся и совместно используются в одной системе. Это обеспечивает надежность для пользователей, зависящих от одной системы, и предоставляет пользователям более широкие возможности извлечения данных, чтобы сделать их счастливыми.
Он также предлагает отличные и быстрые варианты процедуры развертывания, поэтому он без проблем доходит до клиента, а также поддерживает атомарность. Виртуализация гарантирует, что нужные данные доходят до нужных клиентов через среду, и проверяет наличие ограничений, а также позволяет быстро их удалить.

Заключение

Это одна из самых модных технологий облачных вычислений на рынке облачных вычислений, целью которой является обеспечение наилучших результатов за счет поддержания баланса между производительностью и эффективностью работы, что позволяет сэкономить значительную сумму денег и получить возможность достичь большего.

Как работает аппаратная виртуализация?

Аппаратная виртуализация приобрела популярность на серверных платформах. Основная идея аппаратной виртуализации заключается в интеграции множества небольших физических серверов в один большой физический сервер для эффективного использования процессора. Операционная система, работающая на физическом сервере, преобразуется в ОС, работающую внутри виртуальной машины.

Следовательно, аппаратная виртуализация означает встраивание программного обеспечения виртуальной машины в аппаратный компонент сервера. Этому программному обеспечению даются разные имена, наиболее распространенными из которых являются монитор виртуальной машины и гипервизор. Гипервизор управляет памятью, процессором и другими компонентами и позволяет запускать на машине разные ОС без исходного кода.

Преимущества аппаратной виртуализации

У него много преимуществ. Основное преимущество заключается в том, что управлять виртуальной машиной гораздо проще, чем физическим сервером. Операционные системы, работающие на машине, имеют собственную память и процессор. Аппаратная виртуализация может повысить масштабируемость вашего бизнеса и одновременно сократить расходы.

Это может сократить затраты, связанные с простоями, которые в противном случае были бы связаны с денежными потерями и временем восстановления в случае аварии, затрагивающей физический сервер. Виртуальную машину можно легко клонировать, что делает среду более устойчивой. Это также повышает производительность вашей команды, поскольку вы тратите меньше времени на мониторинг и обслуживание физического оборудования.

Типы аппаратной виртуализации

Аппаратная виртуализация бывает трех видов. К ним относятся:

Полная виртуализация. Аппаратная архитектура полностью смоделирована. Гостевое программное обеспечение не требует модификации для запуска приложений.
Паравиртуализация: аппаратное обеспечение не моделируется, гостевое программное обеспечение запускает изолированную систему
Виртуализация с эмуляцией. При виртуализации с эмуляцией виртуальная машина независима. Он имитирует аппаратное обеспечение, и гостевая операционная система не требует модификации.

Включение аппаратной виртуализации

Переходя к основному пункту статьи, давайте рассмотрим, как включить аппаратную виртуализацию в BIOS вашего компьютера. Каждый производитель ПК требует различных шагов для входа в BIOS и внесения этого изменения. Ниже приведены шаги, которые необходимо предпринять при включении аппаратной виртуализации.

1. Проверьте, поддерживает ли ваша система аппаратную виртуализацию

Это можно сделать двумя способами: через диспетчер задач или через командную строку.

Диспетчером задач

Откройте диспетчер задач с помощью клавиш Ctrl+Shift+Esc. Если ваш процессор поддерживает аппаратную виртуализацию, вы увидите, что виртуализация включена вместе с другими сведениями или отключена иным образом. Если он не поддерживает виртуализацию, вы не увидите упоминаний Hyper-V или виртуализации в диспетчере задач.

Откройте командную строку, сначала нажав клавишу Windows + R, чтобы открыть окно запуска. Введите в нем cmd и нажмите Enter. В командной строке введите команду «systeminfo» и нажмите Enter. Эта команда отображает все необходимые сведения о вашей системе, включая поддержку аппаратной виртуализации.

Если ваш процессор поддерживает технологию аппаратной виртуализации, вы сможете увидеть раздел требований Hyper-V вместе со статусом. Если виртуализация отключена, вы увидите «Нет» перед опцией «Виртуализация включена в прошивке». Это означает, что ваша система не поддерживает аппаратную виртуализацию.

2. Перезагрузите компьютер и нажмите клавишу BIOS

Если ваша система поддерживает аппаратную виртуализацию, пришло время перезагрузить ее и открыть BIOS. Ключ для BIOS может различаться в зависимости от производителя BIOS. Чаще всего это одна из этих клавиш, например, Esc, Del, F1, F2 или F4.

Если во время перезагрузки экран становится черным, быстро коснитесь клавиши BIOS не реже двух раз в секунду. Это важно, чтобы вы не пропустили BIOS при перезагрузке. Если ключ, который вы использовали, не сработал, попробуйте перезагрузить компьютер и проделать то же самое с другим ключом.

3. Найдите раздел конфигурации ЦП

После того, как вы вошли в BIOS, вам нужно найти раздел для настройки вашего процессора. В зависимости от вашей системы вам нужно будет найти меню под названием «Конфигурация процессора», «Процессор», «Северный мост» или «Набор микросхем». Вы можете попасть в это меню, нажав на что-то вроде «Дополнительно» или «Расширенный режим».

4. Найдите настройки для виртуализации

Найдя раздел конфигурации ЦП, вам нужно найти меню или параметр, в котором можно включить аппаратную виртуализацию. Аппаратная виртуализация включена в разделе ускорения. В зависимости от вашего ПК найдите любое из этих или похожих названий, таких как Hyber-V, Vanderpool, SVM, AMD-V, Intel Virtualization Technology или VT-X.

5. Выберите вариант включения виртуализации

Когда вы дойдете до меню включения аппаратной виртуализации, вам может быть предложено выбрать вариант включения из контрольного списка или раскрывающегося меню. В любом случае выберите вариант «Включено». Если вы видите параметры AMD IOMMU или Intel VT-d, также включите их.

6. Сохраните внесенные изменения

Выбрав параметр включения виртуализации, найдите параметр, позволяющий сохранить эти изменения. Прежде чем сохранить его, вам, возможно, придется сначала выйти из меню, а затем выбрать опцию сохранения изменений. Теперь вы успешно включили аппаратную виртуализацию на своем компьютере.

7. Выйдите из BIOS и перезагрузите компьютер

После сохранения настроек включения виртуализации необходимо выйти из BIOS. Теперь компьютер будет перезагружен, но с включенной в нем аппаратной виртуализацией.

Мониторинг безагентной виртуализации VirtualMetric

VirtualMetric предлагает расширенное программное обеспечение для мониторинга виртуализации, которое упрощает виртуализированную среду. Чтобы узнать больше о том, как работает наш продукт, нажмите здесь и получите бесплатную пробную версию.

Узнайте о технологии виртуализации (VT) от Intel, о том, как она работает и как определить, поддерживает ли ее ваш процессор.

Некоторые процессоры Intel поставляются с технологией виртуализации Intel (VT). Эта технология, ранее известная как Vanderpool, позволяет центральному процессору работать так, как если бы у вас было несколько независимых компьютеров, чтобы обеспечить одновременную работу нескольких операционных систем на одном компьютере. В этом руководстве мы объясним все, что вам нужно знать об этой технологии.

Технология виртуализации Intel доступна в двух версиях: VT-x для процессоров x86; и VT-i для процессоров Itanium (т.е. IA-64). В этом руководстве мы подробно рассмотрим технологию VT-x.

В технологии виртуализации нет ничего нового. На рынке есть некоторое программное обеспечение, позволяющее виртуализировать; вероятно, VMware является самым известным. (Нажмите здесь, чтобы просмотреть полный список программного обеспечения для виртуализации, доступного на рынке.) С помощью этого метода вы можете «разделить» один компьютер, чтобы он действовал так, как если бы он был несколькими независимыми компьютерами, что позволяет системе запускать несколько операционных систем одновременно. . Эти операционные системы даже могут быть разными (например, вы можете запустить Windows на одной виртуальной машине, а Linux — на другой).

Виртуализацию можно спутать с многозадачностью, многоядерностью или технологией Hyper-Threading. При многозадачности одновременно работает одна операционная система и несколько программ. С помощью виртуализации вы можете иметь несколько операционных систем, работающих параллельно, в каждой из которых запущено несколько программ. Каждая операционная система работает на «виртуальной машине», т. е. каждая операционная система считает, что работает на совершенно независимом компьютере.

Многоядерная технология позволяет одному процессору иметь более одного физического процессора внутри. Например, компьютер с одним двухъядерным процессором ведет себя так, как если бы это был компьютер с двумя установленными процессорами, работающий в режиме, называемом симметричной многопроцессорной обработкой (SMP). Несмотря на то, что многоядерные процессоры имеют более одного процессора внутри, они не могут использоваться независимо друг от друга. Операционная система управляется первым ядром ЦП, а дополнительные ядра, которые может иметь ЦП, должны использоваться той же операционной системой. Таким образом, при любом объяснении нет никакой разницы между одноядерным процессором и многоядерным.

Технология Hyper-Threading имитирует дополнительный процессор на каждое ядро ЦП. Например, двухъядерный ЦП с технологией Hyper-Threading воспринимается операционной системой как четырехъядерный ЦП. Эти дополнительные процессоры не могут запускать отдельные операционные системы, поэтому для операционной системы технология Hyper-Threading имеет тот же эффект, что и многоядерная технология.

Схемы ниже могут помочь вам понять различия между этими технологиями.

Рисунок 1. Многозадачность

Рисунок 2. Многоядерность или Hyper-Threading

Рисунок 3. Виртуализация

Если вы обратите пристальное внимание, технология виртуализации использует ту же идею, что и режим Virtual 8086 (V86), доступный начиная с процессора 386. В режиме V86 вы можете создать несколько виртуальных машин 8086 для одновременного запуска DOS-программ, каждая из которых «думает», что работает на совершенно независимом компьютере. С помощью VT вы можете создать несколько «полных» виртуальных машин для одновременного запуска полных операционных систем.

Если существует программное обеспечение, такое как VMware, которое обеспечивает виртуализацию, зачем внедрять технологию виртуализации внутри ЦП? Преимущество заключается в том, что процессоры с технологией виртуализации имеют несколько новых инструкций для управления виртуализацией. С ними управление программным обеспечением (называемым VMM, Virtual Machine Monitor) может быть проще, что повышает производительность по сравнению с программными решениями. Когда ЦП поддерживает технологию виртуализации, виртуализация называется аппаратной или аппаратной.

Процессоры с технологией виртуализации имеют дополнительный набор инструкций, называемый расширениями виртуальной машины или VMX. VMX предоставляет ЦП 10 новых инструкций для виртуализации: VMPTRLD, VMPTRST, VMCLEAR, VMREAD, VMWRITE, VMCALL, VMLAUNCH, VMRESUME, VMXOFF и VMXON.

Существует два режима виртуализации: корневая операция VMX и работа VMX без полномочий root. Обычно только программное обеспечение для управления виртуализацией, называемое монитором виртуальных машин (VMM), работает под управлением root, в то время как операционные системы, работающие поверх виртуальных машин, работают без полномочий root. Программное обеспечение, работающее поверх виртуальных машин, также называется «гостевым программным обеспечением».

Чтобы войти в режим виртуализации, программное обеспечение должно выполнить инструкцию VMXON, а затем вызвать программное обеспечение VMM. Программное обеспечение VMM может войти в каждую виртуальную машину с помощью инструкции VMLAUNCH и выйти из нее с помощью инструкции VMRESUME. Если VMM хочет завершить работу и выйти из режима виртуализации, он выполняет инструкцию VMXOFF.

Рисунок 4. Работа технологии виртуализации

Каждый гость, показанный на рис. 4, может быть другой операционной системой, запускающей свои собственные программы (даже несколько программ одновременно, как показано на рис. 3).

Более современные процессоры имеют расширение под названием EPT (расширенные таблицы страниц), которое позволяет каждому гостю иметь собственную таблицу страниц для отслеживания адресов памяти. Без этого расширения VMM должен выйти из виртуальной машины, чтобы выполнить преобразование адресов. Эта задача с выходом и возвратом снижает производительность. Таким образом, EPT повышает производительность виртуализации.

Несмотря на то, что технология виртуализации Intel была выпущена в 2005 году, не все современные процессоры Intel поддерживают эту технологию. Самый простой способ проверить, поддерживает ли ваш ЦП эту технологию, — запустить утилиту идентификации процессоров Intel. После того, как вы скачаете и установите эту программу, запустите ее и перейдите на вкладку «CPU Technologies». Там вы увидите, помимо «Технологии виртуализации Intel (R)», поддерживает ли ее ваш процессор или нет. Кроме того, вы можете увидеть, поддерживает ли ваш ЦП расширенные таблицы страниц (EPT), помимо «Intel VT-x с расширенными таблицами страниц». См. рис. 5.

Рисунок 5. Обнаружение поддержки технологии виртуализации Intel

Последнее обновление 17 марта 2022 г. в 17:02 / Партнерские ссылки / Изображения из Amazon Product Advertising API

Читайте также: