在过去的近20年间，X86处理器的核心指令集没有什么变化，但AMD和Intel却在处理器中加入了许多创新功能，如64位内存扩展技术、图像处理指令、浮点运算指令以及多核心技术等等。这两年，AMD和Intel又在CPU中加入了芯片辅助虚拟化技术，这一创新有望将虚拟化从梦想推向现实。

　　芯片辅助为虚拟化铺平道路

　　基于Hypervisor的服务器虚拟化和操作系统分区(OS partitioning)是当前的两大主要软件虚拟化方法，但前者面临的问题更多。操作系统分区可以让宿主操作系统(host OS)访问所有的硬件资源，消除了hypervisor固有的许多问题，但对操作系统的种类数量有限制。

　　而基于Hypervisor的虚拟化在支持多操作系统方面的灵活性更好，但在CPU、内存和I/O资源分配方面却产生了大量的技术问题，需要通过大量的软件手段来调配。Vmware之所以成为X86虚拟化领域的领导者，不仅仅因为它是最早的厂商，更重要是因为Vmware能够克服这些硬件问题，从而为大规模虚拟化提供可行的管理环境。

　　但从架构上来说，传统的X86平台并不是为支持多操作系统并行而设计的。因此，AMD和Intel需要重新设计CPU，增加虚拟化特性，以解决上述问题。

　　ring转换：Intel VT-x和AMD-V异曲同工

　　在传统的x86运行环境下，操作系统运行在CPU中受保护的ring 0位置。在没有处理器辅助的虚拟化中，ring 0还需要运行VMM(virtual machine monitor，虚拟机监控器)或Hypervisor，以帮助VM(虚拟机)及其VOS(虚拟操作系统)管理硬件资源。

　　因此，芯片厂商引入了一个新的、具有超级特权和受保护的ring -1位置来运行虚拟机监控器(VMM)。这个新位置可以让VOS和平共存于ring 0，而通信改道于ring -1，并且，VOS并不知道正在和同一系统的其他OS共享物理资源。

　　芯片上的这一重要创新消除了操作系统的ring转换问题，降低了虚拟化门槛，支持任何操作系统的虚拟化而无须修改OS内核或run-time。Intel和AMD分别推出了VT-x和 AMD-V(即Pacifica)芯片辅助技术，并得到了虚拟化软件厂商的支持。

　　Intel VT-x技术是在芯片内创建新的ring -1，并且提供了新的指令集，用来建立、管理和退出各种VM。在带有虚拟化功能的芯片中，Hypervisor处于ring-1位置，它生成一个VM控制结构来支持每个新VM。可见，这提供了一种机制，可以根据需要来启动、恢复和退出VM，并且在VMM和大量的VM之间提供了内容交换框架(framework for context-switching)。

　　对VM的控制，Intel称之为VMXs，而AMD称之为SVMs(secure VMs)，虽然名称不同，但两家芯片的处理方式是比较相似的。更重要的是，都允许客机操作系统(guest OS)进驻ring 0，从而消除了ring转换问题。由于许多指令对位置具有敏感性(location-sensitive)，而且被设计为只能在ring 0和ring 3之间转化，因此，如果VOS运行在ring 0之外的地方，就可能会导致关键进程的运行出现无法预知的错误，或者在应该出错的时候却没有出错。

　　以往，虚拟化厂商都是通过软件机制来截取和纠正相应问题。现在，由于虚拟机可以安全地运行在ring 0位置，因此，这一软件机制也就无须再考虑了。当VM发生错误时，处理器可以将控制权转给受保护的VMM，从而解决问题和重新控制VM，或者终止出错进程但不影响同一系统上的其他VM。