Virtualisierung mit Server-CPUs: Leistungsbremse inklusive

Auf einer Vergleichsinstallation mit nativem openSUSE 10.3 benötigt der Benchmark memsweep 7,205 Sekunden. In der virtualisierten Umgebung mit neuester Hardwarevirtualisierungstechnologie RVI kommt er auf 13,865 Sekunden. Das bedeutet, dass die virtualisierte Umgebung 48,0 Prozent langsamer ist als die native.

Unter Verwendung der Virtualisierungstechnologie der ersten Generation AMD-V, bei Intel VT-x genannt, beträgt der Verlust durch Virtualisierung mit 7,616 Sekunden nur 5,4 Prozent. Ganz ohne Hardwareunterstützung durch den Prozessor schafft VMware den Benchmark mit der Softwarevirtualisierungstechnik Binary Translation (BT) 5,0 Prozent langsamer als eine native Umgebung, siehe Bild 2. Das Ergebnis ist durchaus erstaunlich, da ausgerechnet die neueste AMD-Virtualisierungstechnologie einen derart drastischen Einbruch der Performance hervorruft.

Bild 2: memsweep zeigt eine Schwäche in AMDs neuester Virtualisierungstechnologie RVI auf.

ZDNet wiederholt die Benchmarks auf einem Nehalem-Desktop-System mit einem Core i7 965 von Intel. Intels Hardwarevirtualisierung der zweiten Generation EPT scheint besser zu sein. Der native Benchmark läuft in 5,118 Sekunden ab. Virtualisiert verliert der Benchmark mit EPT 5,6 Prozent. Verwendet man VT-x, so ergeben sich 4,2 Prozent Verlust. Ohne Hardwareunterstützung büßt man durch Virtualisierung 5,0 Prozent Leistung ein.

Als dritte Vergleichsmaschine verwendet ZDNet einen Dunnington-Rechner auf Core-2-Basis mit vier Sechskern-Prozessoren, die allerdings keine Hardwarevirtualisierung der zweiten Generation beherrschen. Das offensichtliche Ergebnis ist, dass AMD eine deutliche Schwäche in der neuesten Hardwarevirtualisierungstechnologie aufweist, die so gravierend ist, dass man besser darauf verzichten sollte. Auch beim Nehalem lässt sich eine Schwäche von EPT in wiederholten Tests messen, die allerdings so gering ist, dass sie sich nicht praxisrelevant auswirkt.

Bild 3: Die 64-Bit-Version von memsweep zeigt dieselben Schwächen wie die 32-Bit-Version.

Kaum anders verhält es sich bei einer 64-Bit-Gastmaschine und ansonsten unveränderten Bedingungen. Der Benchmark läuft generell etwas langsamer, da alle Adressen in einem 64-Bit-Adressraum berechnet werden müssen. In einem anderen Artikel erläutert ZDNet detailliert, warum 32-Bit-Anwendungen in vielen Fällen schneller sind.

Bei den 64-Bit-Benchmarks fehlen scheinbar die Angaben zu Binary Translation bei Intel-Prozessoren. Das liegt daran, dass diese Software-Technologie im Intel-64-Bit-Modus EM64T nicht genutzt werden kann. Die ersten AMD64-Prozessoren hatten das gleiche Problem. Es wurde jedoch mit der Revision D von AMD64 beseitigt. Intel verzichtete auf ein Update, weil die Entwicklung von Intels VT-x schon weit fortgeschritten war, als Intel in den x64-Markt einstieg.