内存管理：AMD和Intel的不同之处

　　Intel和AMD的不同之处在于：Intel处理器使用外部内存控制器，因此VT-x技术不提供虚拟内存管理功能，这就意味着仍然需要通过软件来解决物理/虚拟内存资源之间的地址转换问题。这种方法虽然有效，但不是最好的。

　　集成内存控制器的AMD Opteron 处理器，增加处理器数量就能增加内存带宽

　　Intel平台上的所有Xeon处理器都共享一个外部内存控制器

　　而AMD的处理器集成了内存控制器，所以AMD-V虚拟化技术引入了独特的新指令，可以实现独特的内存模式和特性。其中大部分指令都是针对MMU(内存管理单元 memory management unit)设计的，可以进行内存分配。在虚拟化环境下，当需要映射多操作系统和运行多个应用程序时，MMU可以对物理内存寻址进行大量有效的跟踪协调。AMD-V提供了更高级的内存特性，如Tagged Translation Look-Aside Buffers，可通过帮助VM识别最近访问的内存页表来提升性能。AMD-V还提供了Paged Real Mode，支持某些需要在虚拟环境下以真实模式(real-mode)进行寻址的应用程序。

　　另外，最有意思的特性可能是AMD对各种嵌套页表(NPT，nested page table)的支持。与Intel的软件方法不同，NPT允许每个VM通过独立于硬件、虚拟的CR3内存寄存器对其内部内存管理进行更有力的控制。虽然使用NPT增加了内存查找的数量，但NPT却消除了VT-x必须的软件层。这种方法通过硬件管理内存的方式大大提高了VM的内存性能。在内存密集型应用，特别是在多个VM共存的环境下，这一方法的效果最为明显。

　　I/O：芯片/硬件厂商的共同困境

　　CPU和VMM内存管理只是问题的一部分。对于硬件厂商来说，下一个巨大挑战是要改善共享I/O设备的内存交互和安全性。可能最艰巨的任务会落在I/O硬件厂商身上，需要开发可以在多个VM之间共享存取通道的设备。当前的存储、网络和图形卡等设备都只能向OS提供单一接口界面。这意味着，对于具有多个VM的系统来说，只有通过软件方法来处理IRQ中断、内存和记时器功能，除非I/O硬件可以支持多个功能性接口。

　　从处理器的角度来看，挑战在于要为共享设备开发处理器级的架构。目前，AMD和Intel已经制定了非常相似的规划，已在06年春季公布，并得到了虚拟化厂商的支持。

　　在这方面，AMD可能率先推出IOMMU(I/O memory mapping unit ，I/O内存映射单元)技术，可以提供额外的指令来支持硬件虚拟化。相应的新特性可以改进DMA(direct memory access，直接内存读取)映射和硬件设备的访问，取代当前的图形寻址机制，支持VM对设备的直接控制，同时在VM中可以直接访问相应用户的I/O。

　　Intel的VT-d(Virtualization Technology for Directed I/O，定向I/O虚拟化技术)标准也非常关注直接设备访问和内存保护的问题。跟IOMMU相似，VT-d提供了在多个VM和I/O设备之间进行直接通信的架构。

　　不过，就目前来说，这些对于推动虚拟化应用还是有名无实，因为I/O虚拟化本身还在探讨中。当前的I/O设备还不能管理共享VM对硬件资源的访问。实际上，现在连通过PCI总线来实现设备共享的合适标准还没有。可能需要经过2-4年，普遍的、基于设备的I/O硬件虚拟化解决方案才会出现。到那时，虚拟化厂商需要提供一个提取层，来支持对存储、网络和其他设备的共享访问。

　　总的来说，2006年，虚拟化象旋风一样席卷全球IT市场。特别是在Intel和AMD在各自新推出的x86处理器中内置了虚拟化功能，更是为X86平台虚拟化的广泛普及铺平了道路。我们认为AMD的虚拟化策略可能比Intel的更具潜力。未来微软和XEN开源厂商推出的基于hypervisor的虚拟化产品都会建立在这种芯片辅助技术之上，但VMware仍会继续支持没有芯片辅助的老系统。