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Ronak Singhal

資深院士英特爾

英特爾至強(qiáng)路線圖和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)部門首席架構(gòu)師

最近，英特爾與微軟合作開放計算項(xiàng)目（OCP）提供可擴(kuò)展性I/O虛擬化（SIOV）設(shè)備和平臺制造商可以在云服務(wù)器中使用架構(gòu)PCIe和Compute Express Link超大規(guī)模虛擬化行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)備。采用SIOV結(jié)構(gòu)完成后，數(shù)據(jù)中心運(yùn)營商不僅可以減少客戶使用高性能加速器和其他關(guān)鍵I/O設(shè)備的成本也可以降低以前的標(biāo)準(zhǔn)I/O設(shè)備制造商帶來的成本和編程負(fù)擔(dān)。

新的SIOV架構(gòu)是一種現(xiàn)代硬件和軟件架構(gòu)，不僅可以實(shí)現(xiàn)I/O高效的大規(guī)模虛擬化設(shè)備也克服了以往的問題I/O虛擬化技術(shù)的擴(kuò)展限制。根據(jù)開放計算項(xiàng)目的條款，任何公司都可以使用它SIOV通過開放的零成本許可，技術(shù)可以應(yīng)用于自己的產(chǎn)品。

包括網(wǎng)絡(luò)適配器在內(nèi)的云環(huán)境GPU還有存儲控制器I/O該設(shè)備可以共享許多需要其服務(wù)的虛擬化工作負(fù)載。通過虛擬化軟件堆棧和硬件輔助I/O虛擬化技術(shù)可以有效地負(fù)載這些工作I/O流量路由到這些設(shè)備，也有助于降低成本，接近裸金屬ConnorWinfield代理性能的速度。

I/O虛擬化將從企業(yè)規(guī)模演變?yōu)槌�大�?guī)模

十多年前發(fā)布的單根I/O虛擬化（SR-IOV）是第一個I/O基于那個時代的虛擬化環(huán)境，每臺服務(wù)器通常運(yùn)行不到20個虛擬化工作負(fù)載。SR-IOV加載大部分虛擬化和管理邏輯PCIe但這不僅增加了設(shè)備的復(fù)雜性，也降低了虛擬堆棧I/O管理的靈活性。在接下來的幾年里，因?yàn)镃PU隨著核心數(shù)量的增加，虛擬堆棧越來越成熟，容器和微服務(wù)技術(shù)使工作負(fù)載密度呈指數(shù)級增長。基于此，隨著從企業(yè)級規(guī)模向超大規(guī)模虛擬化的過渡，I/O虛擬化也需要日益進(jìn)化。

SIOV專為超大規(guī)模時代設(shè)計的硬件輔助設(shè)計I/O虛擬化有潛力支持每臺服務(wù)器數(shù)千個虛擬化工作負(fù)載。一方面，SIOV將性能要求不敏感的虛擬化和管理邏輯從PCIe設(shè)備轉(zhuǎn)移到虛擬堆棧；另一方面，它還在設(shè)備上使用了一個新的可擴(kuò)展標(biāo)志符，即PCIe內(nèi)存地址空間ID，主要用于工作負(fù)載內(nèi)存搜索。虛擬化I/O該設(shè)備不僅更容易配置和擴(kuò)展，而且為其支持的每個虛擬機(jī)、容器或微服務(wù)提供接近原始性能。

SIOV優(yōu)化可以降低設(shè)備成本，使設(shè)備更有效地訪問大量的虛擬機(jī)和容器，使虛擬堆棧更靈活地配置和組合。總的來說，SIOV它不僅為嚴(yán)格的數(shù)據(jù)中心提供了有效的途徑，也為數(shù)字世界的塑造提供了更高效的途徑AI、提供高性能的虛擬工作負(fù)擬工作負(fù)載提供了高性能I/O和加速。

開放的生態(tài)系統(tǒng)促進(jìn)增長和創(chuàng)新

帕特爾首席執(zhí)行官·基辛格（Pat Gelsinger）最近指出，基于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的開放生態(tài)系統(tǒng)加速了行業(yè)的發(fā)展，為客戶提供了更多的選擇。基于此，英特爾和微軟的開發(fā)和驗(yàn)證SIOV為開放計算項(xiàng)目提供架構(gòu)。在未來，它將繼續(xù)前進(jìn)CPU、I/O創(chuàng)新設(shè)備和云架構(gòu)，為每個人提供更高的服務(wù)性能和更大的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。我們也期待著開放計算項(xiàng)目社區(qū)的采用和持續(xù)優(yōu)化。

微軟云和人工智能高級架構(gòu)總經(jīng)理Zaid Kahn隨著系統(tǒng)架構(gòu)和生態(tài)系統(tǒng)的發(fā)展，微軟長期以來一直與芯片合作伙伴合作。可擴(kuò)展I/O虛擬化架構(gòu)是我們與英特爾一起為硬件開放標(biāo)準(zhǔn)做出的最新貢獻(xiàn)，除了PCIe、Compute Express Link和UEFI等貢獻(xiàn)。我們希望通過與英特爾和開放計算項(xiàng)目的合作，廣泛推廣SIOV芯片制造商、設(shè)備供應(yīng)商和IP隨著云基礎(chǔ)設(shè)施需求的增長和變化，供應(yīng)商的大規(guī)模應(yīng)用也期待著在整個生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行更廣泛的合作，并不斷演變這一標(biāo)準(zhǔn)。”

值得注意的是，即將推出的英特爾至強(qiáng)可擴(kuò)展處理器(代號) Sapphire Rapids）、英特爾以太網(wǎng) 800系列網(wǎng)絡(luò)控制器和未來PCIe和Compute Express Link（CXL）支持設(shè)備和加速器SIOV技術(shù)。同時，Linux相關(guān)內(nèi)核工作正在進(jìn)行中，預(yù)計該技術(shù)將于2022年晚些時候集成。此外，設(shè)備、CPU虛擬生態(tài)系統(tǒng)中的主要制造商也了解了相關(guān)信息，并期待著SIOV整合到他們的產(chǎn)品路線圖中。

基于SIOV，云、網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)中心產(chǎn)業(yè)可以為超大時代的虛擬化提供統(tǒng)一的啟動平臺。

更多有關(guān)SIOV的信息

我們可以看到良性循環(huán)正在發(fā)揮作用，因?yàn)殚_放的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)將產(chǎn)生巨大的創(chuàng)新。我們希望更多的企業(yè)和機(jī)構(gòu)能夠加入我們的行列，支持他們的產(chǎn)品和云基礎(chǔ)設(shè)施SIOV，并加入開放計算項(xiàng)目社區(qū)，共同推動該技術(shù)的發(fā)展。欲了解更多信息，請?jiān)陂_放計算項(xiàng)目網(wǎng)站上查看該規(guī)范。