Wie AMD und Intel CPUs virtualisieren

08.09.2005
Von 
Kriemhilde Klippstätter ist freie Autorin und Coach (SE) in München.

Mit dem Wegfall der Schichten 1 und 2 für die 64-Bit-Erweiterung ist das aber nicht mehr möglich: Jetzt müssen Betriebssystem und Anwendung gemeinsam auf der dritten Ebene platziert werden, weil auf Ring 0 die Virtualisierungssoftware sitzt.

Es lässt sich leicht ausrechnen, dass es in jedem Fall zu Problemen kommen kann, wenn das Betriebssystem nicht auf der gewohnten Ebene 0 angesiedelt ist: Einige Instruktionen überprüfen die Ebene, in der sie ablaufen, und reagieren mit einer Fehlermeldung, wenn ihre Erwartungen nicht erfüllt sind. Das lässt sich zwar durch die "Binary Translation" verhindern, die eine andere als die tatsächliche Ablaufebene vortäuscht. Um das zu bewerkstelligen, sind aber viele Instruktionen statt nur einer erforderlich. Als negativer Effekt der Täuschung ergibt sich ein langsameres System.

VMM, der neue Steuermann

Mit Vanderpool will Intel die möglichen Gefahren und Unzulänglichkeiten der Virtualisierung abbauen. Vanderpool soll es in zwei Varianten geben: eine Version für die x86-Architektur - "VT-x for x86" (VT-x) - und eine für die "Itanium"-Architektur (VT-i). Beide werden sich laut Hersteller im Kern nicht unterscheiden.

Kernstück von Vanderpool ist der "Virtual Machine Monitor" (VMM), der in einem neuen Modus - "VMX" - läuft. Alle Betriebssysteme auf dem Rechner arbeiten imVMX-Modus, während der VMM im VMX-Root-Modus abläuft. Intel hat für 64-Bit-CPUs den VMM in einer privilegierten Schicht unterhalb von Ebene 0 positioniert, der als "Minus-1"-Ring bezeichnet werden kann. Für die Betriebssysteme hat das den Vorteil, dass sie wie gewohnt Schicht 0 beziehen können und der Meinung sind, der Rechner stehe nur für sie bereit. Treten Komplikationen auf, wechselt die CPU in den VMX-Root-Modus. Der VMM kann dann Prozesse anstoßen und etwa zu einem Betriebssystem einer anderen VMX-Instanz wechseln.

Betriebssytem ex und hopp