虚拟化HPC：直面七大技术挑战

核心提示： 虚拟化的部件部署是虚拟机部署的基础，而虚拟机的部署又是SMP系统部署的基石，虚拟化HPC：直面七大技术挑战(4)，虚拟机仅仅是部件在冯·诺依曼模型下的临时、动态的聚合形态，其目的是执行指令、完成计算，既支持传统的共享内存和消息传递编程模式，也支持UPC和TCC等新的编程模式，

虚拟化的部件部署是虚拟机部署的基础，而虚拟机的部署又是SMP系统部署的基石。虚拟机仅仅是部件在冯·诺依曼模型下的临时、动态的聚合形态，其目的是执行指令、完成计算，同时提供指令和数据的存放和获取，从而构建一个以CPU为塔尖，各级缓存、内存、磁盘构成的存储体系为塔身的计算架构。因此，虚拟机在部件级虚拟化下，就成为一个临时、动态创建的“数组”，DHVMM为其动态地“分配”所需的“内存”或一块全局的“虚拟地址空间”。该项目的目标之一是研究全新的分布式部件创立、管理、使用、回收的技术，实现虚拟机在SMP意义下的快速部署。

虚拟SMP高性能服务器技术

由于DHVMM提供了部件虚拟化技术，由此计算所发展了新型的内存共享技术和动态部署技术，因此，传统的SMP服务器的体系架构已经不能满足需求，必须研究新型的体系结构以构建大型虚拟SMP高端服务器。完全支持目前的TCC协议的transactional shared memory（事务块共享存储）技术还是很难直接应用在实用的高端商业虚拟服务器中，其中的原因与传统的高性能计算技术一样，还是应用并行化的困境，还没有高效的编译器能够自动将主流系统软件和大型应用软件如Oracle数据库事务化（transactionalize），因而不得不依赖于编程人员的经验和智慧。

另一个目前难以克服的障碍是事务块共享存储技术中引入了对要读取的共享变量的“预测”，因此就必须考虑预测失败的异常处理。通常的做法是回溯（rollback），因而代价高昂。考虑到这些现实的阻碍，需要研究创新的基于软件实现的虚拟SMP体系架构，要求能不依赖于编译和手工进行事务块共享存储的优化，要面向部件虚拟化，使其具有良好的可扩展性和高可用性，既支持传统的共享内存和消息传递编程模式，也支持UPC和TCC等新的编程模式，以提高系统的生产率。