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インテル バーチャライゼーション・テクノロジー - Wikipedia
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インテル バーチャライゼーション・テクノロジー

（Intel VT-xから転送てんそう）

インテル バーチャライゼーション・テクノロジー（Intel Virtualization Technology、Intel VTまたは単たんにVTと略りゃくされる）とは、インテルによって開発かいはつされた仮想かそう化か支援しえん技術ぎじゅつのことである。

当初とうしょ、インテルは開発かいはつコードネームからVanderpool Technologyという名称めいしょうを用もちいていた為ため[1]、現在げんざいでもVTをVanderpool Technologyの略りゃくとする表記ひょうきが散見さんけんされる[2]。また、VT-x を指さして単たんに Intel VT と呼称こしょうする場合ばあいもある[3]。

概要がいよう

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Intel VTは、仮想かそうマシンモニタによる複数ふくすうのオペレーティングシステム (OS) の並行へいこう動作どうさをより効率こうりつ的てきに行おこなうための支援しえん技術ぎじゅつである。

VT機能きのうがなくても、すべてソフトウェア的てきに仮想かそう化か技術ぎじゅつを実装じっそうし、複数ふくすうのOS（ゲストOS）を実行じっこうすることは可能かのうである。しかし、その場合ばあいパフォーマンスの低下ていかを招まねいたり、ゲストOSに変更へんこうが必要ひつようとなる場合ばあいもある。ハードウェア側がわでVTに対応たいおうすることによって、これらの問題もんだい点てんを解決かいけつする仮想かそうマシンモニタの実装じっそうを支援しえんすることができる。

インテルでは、Itanium 2などのIA-64アーキテクチャ用ようにIntel VT-i、Pentium DなどのIntel 64アーキテクチャ用ようにIntel VT-xを、また、I/O仮想かそう化か機能きのうをIntel VT-dとして開発かいはつした。これらの機能きのうを総称そうしょうしてIntel VTとしている。Nehalemマイクロアーキテクチャ以降いこうはCore i3以上いじょうのすべてのCPUがVT-xに対応たいおうしている[4]。

AMDでは同おなじコンセプトの機能きのうをAMD Virtualization(AMD-V)として開発かいはつし、2006年ねん5月がつ以降いこうに発表はっぴょうされたCPUに実装じっそうしているが、Intel VTと互換ごかん性せいはない。

仮想かそう化か支援しえん技術ぎじゅつ

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通常つうじょう、オペレーティングシステムは、リングプロテクションで特権とっけんレベルと、ユーザーレベルの二ふたつを使つかって実装じっそうされている（その中間ちゅうかんのリングはかつては利用りようされていたが、現在げんざいは未み使用しようの資源しげんである）。仮想かそうマシンモニタでは、スーパーバイザー（ハイパーバイザではない）が所属しょぞくするホストOSを特権とっけんリングに、ゲストOSカーネルを中間ちゅうかんリングに配置はいちする。これによりゲストOSカーネルで特権とっけん命令めいれいが使つかわれると特権とっけん違反いはんが発生はっせいし、スーパーバイザはゲストOSがホストOSに対たいして資源しげんを要求ようきゅうした事ことを検出けんしゅつできる。

ここでいくつかの問題もんだいが発生はっせいする。ゲストOSで使つかわれるOSは本来ほんらい特権とっけんレベルで動作どうさしている事ことを前提ぜんていとした設計せっけいになっている。その為ため、例たとえば割わり込こみの禁止きんしや許可きょかといった非常ひじょうに細ほそ粒つぶ度どの資源しげん要求ようきゅうが発生はっせいする事こともある（x86で言いうところのCLI,STI命令めいれいはスーパーバイザでは状態じょうたいフラグの書かき換かえ程度ていどの動作どうさしかする事ことがない）。しかし、リングプロテクションにおいて発生はっせいするリング間あいだ状態じょうたい遷移せんいはコンテキストスイッチを発生はっせいさせ、その都度つどCPUコンテキストの全すべて・全ぜんレジスタ内容ないようとフラグがメモリに書かき出だされる事ことになる。粒つぶ度どの細こまかい操作そうさでこのような動作どうさが頻繁ひんぱんに行おこなわれる事ことは資源しげんの浪費ろうひであり、仮想かそう化かされたシステム全体ぜんたいの性能せいのう低下ていかを招まねく。I/Oアクセスにおいても同様どうようの事ことが言いえる。

仮想かそう化か支援しえん技術ぎじゅつでは特権とっけんリングの扱あつかいを改あらためてこれらの細ほそ粒つぶ度どの操作そうさを制御せいぎょしたり、あるいはスーパーバイザの操作そうさを代行だいこうする事ことにより、より粒つぶ度どの粗あらい処理しょりの単位たんいとして取とり扱あつかう事ことによって無駄むだを排除はいじょする。割わり込こみ制御せいぎょ一ひとつをとっても、この操作そうさの無駄むだを排除はいじょする事ことにより仮想かそう化か環境かんきょうの性能せいのうは概おおむね20%以上いじょうの性能せいのう向上こうじょうが見みられる。VT-xとVT-iは命令めいれいレベルでの改善かいぜん、VT-dはI/Oレベルの改善かいぜんをはかったものである。

Intel VTの構成こうせい要素ようそ

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VT-x

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VT-x は、Intelによるx86仮想かそう化かの実装じっそう例れいである。単たんに Intel VT と呼称こしょうする場合ばあいもある[3]。

VMXという動作どうさモードの追加ついか
i386以降いこうの32ビットOSでは通常つうじょう、リング0でカーネル等ひとしが動作どうさするが、仮想かそうマシンモニタはそれより高たかい特権とっけんモードで動作どうささせることが望のぞまれる（VT支援しえんがない場合ばあい、カーネルをリング1で動作どうささせる方法ほうほうも取とられた）。このため、リング0-3とは独立どくりつして、VMX rootとVMX non-rootという動作どうさモードを新あらたに設もうけた。VMX rootモードで仮想かそうマシンモニタを動作どうささせ、VMX non-rootモードでゲストOSを動作どうささせる。ゲストOSで仮想かそう化かに影響えいきょうのある命令めいれいが発行はっこうされた場合ばあい、VMX rootモードに遷移せんいし、仮想かそうマシンモニタは適切てきせつな処理しょりを行おこなうことになる。
→「リングプロテクション」も参照さんしょう
VMCS(Virtual Machine Control Structure)
仮想かそうマシンモニタは、VMCSと呼よばれるデータ領域りょういきを利用りようし、各かく仮想かそうマシンを制御せいぎょする。VMX non-rootモードで動作どうさしていたCPUの状態じょうたいの保存ほぞんや読よみ出だしをこの構造こうぞうを利用りようして行おこなう。ゲストOSを切きり替かえる際さいのオーバーヘッドを軽減けいげんすることができる。その他た、仮想かそうマシンを起動きどうする命令めいれいや、再開さいかいする命令めいれい、VMXモードへ遷移せんい・離脱りだつする命令めいれいなどが追加ついかされている。

VT-i

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VT-iは、IA-64上うえに実装じっそうされた仮想かそう化か支援しえん技術ぎじゅつである。VT-xとほぼ同おなじ機能きのうを有ゆうするが、特とくにゲストOSに対たいする仮想かそうCPUリソースの割わり当あてを柔軟じゅうなんに構成こうせいできる特徴とくちょうを持もつ。

VT-d

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ダイレクト I/O 向むけインテル VT(Intel VT-d)[3] とは、I/O処理しょりの仮想かそう化かを支援しえんする機能きのう。VT-dなどのハードウェア的てきな仮想かそう化か支援しえんが無ない場合ばあい、仮想かそうマシンモニタは、I/Oデバイスをエミュレートし、DMAのメモリ領域りょういきのリマッピングを行おこなう必要ひつようがある。VT-dでは、ハードウェア的てきにDMA転送てんそう時じのリマッピングを行おこなうようにする。この場合ばあい、通常つうじょうのデバイスドライバを使用しようすることができ、利便りべん性せいや性能せいのうが向上こうじょうすることになる。 メモリアクセスはチップセット側がわの機能きのうであるため、次世代じせだいのチップセットで対応たいおうする予定よていである。Intel 3シリーズチップセットでは違ちがう容量ようりょうのDRAMメモリを混載こんさいした場合ばあいに問題もんだいが出でるため利用りようができない場合ばあいがある。

VT-c

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VT-c (Virtualization Technology for Connectivity) は、均衡きんこう的てきなサーバー性能せいのうの為ための最適さいてきなI/Oの仮想かそう化かを支援しえんする、各種かくしゅ技術ぎじゅつの総称そうしょう[3]。Virtual Machine Device Queues (VMDq)、Intel I/O Acceleration Technology (I/OAT)、Single Root I/O Virtualization (SR-IOV) で構成こうせいされる[5]。Intel QuickData Technology は I/OAT の一いちコンポーネントである[6]。

関連かんれん項目こうもく

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参照さんしょう

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  1. ^ Geoff Koch (2009年ねん11月10日にち). “Software Developer FAQ: Intel® Virtualization Technology”. Intel Corporation. 2012年ねん2月がつ9日にち閲覧えつらん。
  2. ^ “VTとは【Vanderpool Technology】（Intel VT） - 意味いみ/解説かいせつ/説明せつめい/定義ていぎ ： IT用語ようご辞典じてん”. Incept Inc. (2007年ねん2月がつ20日はつか). 2012年ねん2月がつ11日にち閲覧えつらん。
  3. ^ a b c d “デスクトップ・ボード — インテル® バーチャライゼーション・テクノロジー (インテル® VT) とデスクトップ・ボードの互換ごかん性せい”. Intel Corporation. 2013年ねん8月がつ27日にち閲覧えつらん。
  4. ^ ただしCeleronの場合ばあいは一部いちぶのSandy Bridgeマイクロアーキテクチャ以降いこう、Pentiumの場合ばあいは一部いちぶのIvy Bridgeマイクロアーキテクチャ以降いこうより対応たいおう。
  5. ^ "Intel Virtualization Technology for Connectivity" (application/pdf) (Press release). Intel. 2008年ねん7月がつ5日にち閲覧えつらん。
  6. ^ http://www.intel.com/network/connectivity/vtc_ioat.htm Intel® I/O Acceleration Technology

外部がいぶリンク

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