Intel Ivy Bridge-EP处理器评测

Virtualization: APIC Virtualization（APICv）

　　每一代Intel的处理器都带有对虚拟化的增强特性，这一代带来的是Advanced Programmable Interrupt Controller Virtualization（APICv，高级可编程中断控制器虚拟化）特性，Interrupt是现在计算机中IO输入输出的重要组成部分，而APIC控制器的工作相应地也就十分重要。自从Intel引入VT硬件辅助虚拟化以来，虚拟化的大部分损耗都存在于VM enter/exit上，这跟进程/线程切换的道理相一致。通常地，每一次VM exit都会带来2000~7000个时钟周期的消耗，如果存在大量的虚拟机，每个虚拟机又存在着大量的VM exit，那么虚拟化主机的效率将会大为降低。提升虚拟化IO效率的目标就在于降低VM exit。

　　中断可以分为两种类型：外部中断和内部中断，外部中断就是设备IO引入的中断，而内部则是核间通信以及时钟等引入的中断。在2008年，Intel在Xeon 7400上引入的Intel VT FlexPriority技术针对的就是外部中断，现在，Ivy Bridge-EP引入的APICv就主要针对的是内部中断：

Intel APIC Virtualization（APICv）特性

　　虚拟机处理IO中断的时候需要不断访问APCI寄存器，每一次访问均需要VMM（或者Hypervisor，虚拟机管理员）进行指令截取、解码，因而导致VM exit，而通过APICv，原有的寄存器访问便可以在虚拟机内部完成，不再需要VM exit，因而提升了性能。

APICv通过引入一个新的Virtual-APIC Page来实现相应的功能，Virtual-APIC Page受VMCS管理，这是一个可以由虚拟机直接访问的内存页面

　　Intel宣称，APICv消除了50%的VM exit，并优化了10%的VM exit，预计可以明显提升大量虚拟机下的性能表现。唯一需要注意的是，APICv需要VMM/Hypervisor的支持，Xen 4.3（目前最新版本Xen 4.3.1）和KVM 1.4（目前最新版本1.5）都已经支持这个功能，而VMware和Microsoft的虚拟化产品则没有什么症状表明其支持还是不支持。

　　除了APICv之外，Intel还给Ivy Bridge的虚拟化提供了多项增强，如CPUID Faulting等等：

Ivy Bridge-EP的虚拟化优化，混杂了一些不属于本页的内容，如VT-d上的改进，现在VT-d可以更好滴支持大页面，并改进了IOTLB的命中率，降低延迟提升带宽

Security: Intel Secure Key（DRNG）

Intel SecureKey：Digital Random Number Generator

　　随机数是加解密中很重要的一个要素。典型的计算机是一个确定性的状态机，因此无法靠纯粹的软件生成真正的随机数——通常使用的都是伪随机数。不过有一种真正的“随机”一直在伴随着我们——计算机的基础是晶体管，而晶体管都是基于量子效应，不确定原理或者测不准原理可以让我们有途径获得真正的随机数。除了更好的随机性之外，Ivy Bridge引入的DRNG（Digital Random Number Generator，数字随机数生成器）还具有着比软件方案更为强大的性能。

Intel Secure Key（DRNG）

Intel Secure Key（DRNG）

Security: Intel OS Guard（SMEP）

　　跟DRNG一样，SMEP（Supervisor Mode Execution Protection，超级管理员模式执行保护）也是一个安全功能，它用来防止在Supervisor模式下任意地访问用户模式的内存页面，从而较大程度低忒生exploit攻击的成本：

Inte OS Gurad：Supervisor Mode Execution Protection

　　前面提到的众多核内改进功能中，大部分都是所有Ivy Bridge架构都具备的特性，只有APICv是仅存在于Ivy Bridge-EP/EX + Patsburg C600组合当中，作为服务器平台特有的项目。