Architekturerneuerung

Hardware-Virtualisierung für MIPS-Prozessoren

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Mit Release 5 ihrer Prozessorarchitektur führt die CPU-Schmiede MIPS Hardware-Beschleunigung für die Virtualisierung ein, organisiert ein paar Befehlssatz-Erweiterungen um und bohrt die SIMD-Befehle auf.

MIPS-Prozessoren sollen dank Hardware-Unterstützung künftig deutlich schneller und effizienter mit virtuellen Maschinen umgehen können. Dabei denkt MIPS sowohl an Server als auch Embedded-Systeme. Bei Letzteren – zu denen auch das derzeit von MIPS-CPUs dominierte Netzwerkequipment zählt – ermöglicht Virtualisierung eine saubere und sichere Trennung verschiedener Aufgaben und Bereiche.

So soll künftig ein Hardware-naher Hypervisor zwischen den einzelnen virtuellen Maschinen umschalten. Ihm widmet MIPS die zwei neuen „Execution Modes“ Root-Kernel und Root-User. Die beiden bisherigen werden umbenannt und künftig nur noch für Gast-Instanzen verwendet. Dadurch sind bei den Gast-Betriebssystemen keine Änderungen nötig, lediglich der Hypervisor muss die neuen Modi beherrschen. Jede Gast-Instanz bekommt zudem eigene Translation Lookaside Buffer (TLB) und eine Instanz des CPU0-Registers, das alle wichtigen Informationen zum Betriebszustand des Prozessors enthält. Wie viele Gastinstanzen parallel laufen können, hängt davon ab, wie viele dieser Ressourcen der SoC-Entwickler spendiert. Bisherige MIPS-Prozessoren waren auf Softwarevirtualisierung beschränkt. Diese Techniken stehen weiterhin zur Verfügung – etwa, wenn die Ressourcen für die Hardwarevirtualisierung ausgeschöpft sind. ...

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