[논문 리뷰] Hardware Virtualization Support In INTEL, AMD And IBM Power Processors

Kamanashis Biswas, Md. Ashraful Islam|ArXiv.org|2009. 09. 01.

Parallel Computing and Optimization Techniques참고 문헌 2인용 수 5

한 줄 요약

이 논문은 인텔, AMD, IBM 파wr 프로세서의 하드웨어 가상화 지원을 분석하여, SPEC 및 TPC 보고서의 벤치마크 분석을 통해 가상화 기능, 성능 및 비용을 비교한다. 기존 가상화 기법의 강점과 한계를 규명하고, 서버 추상화, 언어 수준의 가상화, 다중 프로세서 시스템을 위한 사전 가상화와 같은 향후 연구 방향을 제시한다.

ABSTRACT

At present, the mostly used and developed mechanism is hardware virtualization which provides a common platform to run multiple operating systems and applications in independent partitions. More precisely, it is all about resource virtualization as the term hardware virtualization is emphasized. In this paper, the aim is to find out the advantages and limitations of current virtualization techniques, analyze their cost and performance and also depict which forthcoming hardware virtualization techniques will able to provide efficient solutions for multiprocessor operating systems. This is done by making a methodical literature survey and statistical analysis of the benchmark reports provided by SPEC (Standard Performance Evaluation Corporation) and TPC (Transaction processing Performance Council). Finally, this paper presents the current aspects of hardware virtualization which will help the IT managers of the large organizations to take effective decision while choosing server with virtualization support. Again, the future works described in section 4 of this paper focuses on some real world challenges such as abstraction of multiple servers, language level virtualization, pre-virtualization etc. which may be point of great interest for the researchers.

연구 동기 및 목표

• 인텔, AMD, IBM 파워 프로세서 간 현재 하드웨어 가상화 지원 상태를 평가하기 위해.
• 표준화된 벤치마크를 사용하여 기존 가상화 기법의 성능 및 비용 영향을 분석하기 위해.
• 다중 프로세서 환경에서 현재 가상화 메커니즘의 장점과 한계를 규명하기 위해.
• 대규모 배포를 위한 가상화 기반 서버 선택을 도와주는 IT 관리자에게 지침을 제공하기 위해.
• 서버 추상화, 언어 수준의 가상화, 사전 가상화와 같은 향후 연구 과제를 요약하기 위해.

제안 방법

• 현대 프로세서에서 하드웨어 가상화에 대한 체계적 문헌 조사 수행.
• SPEC 및 TPC의 벤치마크 데이터를 통계적으로 분석하여 가상화 성능 평가.
• 중첩 페이지 테이블, 하드웨어 지원 메모리 관리, 격리 메커니즘과 같은 기능을 기반으로 가상화 지원 평가.
• 인텔, AMD, IBM 파워 프로세서 아키텍처 간의 가상화 기능 비교.
• 일致성과 신뢰성을 확보하기 위해 IEEE 형식 보고서 및 학술 저널 출판 기준 사용.
• 기업용 서버 배포 결론에 대한 실제 적용 가능성을 중점적으로 다룸.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 인텔, AMD, IBM 파워 프로세서는 하드웨어 가상화 지원 측면에서 어떻게 비교될 수 있는가?
• RQ2 다중 프로세서 환경에서 현재 가상화 기법의 성능 및 비용 트레이드오프는 무엇인가?
• RQ3 격리 및 자원 활용도 향상에 가장 효과적인 가상화 기능은 무엇인가?
• RQ4 기업용 서버 환경에서 가장 유망한 향후 가상화 추세는 무엇인가?
• RQ5 언어 수준의 가상화 및 사전 가상화 사용 사례를 위한 가상화 지원은 어떻게 향상시킬 수 있는가?

주요 결과

• 인텔 및 AMD 프로세서는 확장 페이지 테이블(EPT)과 중첩 페이지 테이블(NPT)과 같은 기능을 통해 성숙한 하드웨어 가상화 지원을 제공하여 성능과 확장성을 향상시킨다.
• IBM 파워 프로세서는 전용 가상화 명령어와 고급 파artitioning을 통해 강력한 가상화 기능을 제공하여 고성능 기업 워크로드에 적합하다.
• SPEC 및 TPC의 벤치마크 분석 결과, 하드웨어 가상화가 다중 프로세서 환경에서 오버헤드를 감소시키고 처리량을 향상시킨다.
• 연구에서 가상화 성능이 프로세서 제품군 간에 상당한 차이를 보이며, 인텔 및 AMD가 일반 목적 워크로드에서 더 높은 효율성을 보임을 규명했다.
• 서버 추상화 및 언어 수준의 가상화와 같은 향후 가상화 과제는 연구 및 개발의 핵심 분야로 강조된다.
• IT 관리자는 성능, 비용, 기능 세트를 바탕으로 가상화 기반 서버를 선택할 때 연구 결과를 활용해 정보 기반 결론을 내릴 수 있다.