האתגרים של הטמעת ארכיטקטורות בתחום מחשוב ענן

מחשוב ענן שינה באופן יסודי את האופן שבו ארגונים מתפשטים, בקנה מידה ולנהל משאבי מחשוב במקום להשקיע במרכזי נתונים פיזיים, עסקים לשכור תשתיות וירטואליות על הביקוש, נהנה גמישות והגעה גלובלית.עם זאת, נקודת חיכוך משמעותית מתעוררת כאשר מורשת או תוכנה מיוחדת, שנבנה עבור פיתוח מורכבות מחשוב מחשוב מחשוב (CISC) ארכיטקטורות הגנה כגון משפחת Intel x86, צריך לרוץ בעננים יקרים, אשר עשויים לא לספק הדרכה מדויקת כי להגדיר לעתים קרובות ארכיטקטורת אבטחה מתקדמת של מומחי ענן.

הבנת ארכיטקטורות CISC

CISC, או מתחם הוראה להגדיר מחשוב, הוא פילוסופיה עיצוב CPU שבו הוראה אחת יכולה לבצע פעולות מרובות ברמת המעבד - כגון טעינה מזיכרון, ביצוע ניתוח סיבולת, ולאגור את התוצאה - כל בתוך אחת הדרכה מכונה אדריכלות x86, אשר נשלטת מחזורי מחשוב אישיים ושרי במשך עשרות שנים, הוא הדוגמה הבולטת ביותר של CISC ההוראה שלה הוא גדול, אורך, וכולל פעולות עוצמתיות כמו מניפולציות מהירות, כלומר, טיפול מיקרו-מערכת הפעלה פשוטה יותר, כל אחד, עם עלויות קבועות, עם גודל קבוע, עם כל אחד, עם עלויות קבוע יותר, עם גודל קבוע של ציוד קבוע, עם טווח, עם טווח קבוע של ציוד קבוע של ציוד ארוך יותר, עם טווח, כל אחד, כל אחד, עם עלויות.

עלייתו של מחשוב ענן ואימפולס היגוי

פלטפורמות מחשוב ענן בנויות על אשכולות מסיביים של שרתים סטנדרטיים.בעוד שרוב המקרים בענן כיום פועל על מעבדי x86 מ- Intel ו- AMD, מספר גדל והולך של ספקים מציגים חלופות. AWS מציעה מעבדי Graviton המבוססים על ארכיטקטורת ARM; Google Cloud הודיעה על מעבדי Axion המבוססים על ARM; ו- Azure מספקת Ampere Altra ARM-Extation לעתים קרובות על גבי ביצועים מתקדמים, כגון פונקציות מחסנים, מחסנים, מחסנים, כגון פונקציות אבטחה, מחסנית אבטחה, IRM-ידי מחסנית אבטחה, כולל מחסנית אבטחה, כולל פונקציות אבטחה, כולל מחסנית אבטחה, כולל מחסנית אבטחה, כולל יישומים חדשים, כולל יישומים חדשים, כולל יישומים מיוחדים, כולל יישומים חדשים של רכיבי IRM-ATSC, כולל IRM-AT.

אתגרים מרכזיים ב Emulating CISC בענן

ביצועים Overhead

האתגר המרכזי של חיקוי CISC הוא ביצועים. Emulating הוראה מורכבת כמו x86 (FLT:0) (שעובר חסימה של נתונים מזיכרון לעונש, באופן אוטומטי decrementing ניגודים) על מארח ARM דורש לנתק את זה עשרות או אפילו מאות הוראות פשוטות יותר של ARM. כל הוראה xbound המקורי חייב להיות מובא, מקודמת, לנתח באופן דינמית, ותרגום דינמית זה לא יכול להיות מופחת על ידי שימוש קבוע של 2x.

המונחים:

ספקי ענן סטנדרטיים על דורות ספציפיים ותצורה של חומרה ותצורה. Emulating סביבה x86 על מארח שאינו x86, כגון ARM מבוסס, דורש כי החיקוי באופן מדויק לשחזר את ההתנהגות של חומרת x86, כולל מודל הזיכרון, התנהגות מטמון, וממשקים היקפיים קבועים להפריע, כי יש צורך מנגנוני בקרה x86.

המונחים: Utilization

היגוי אינו רק מס CPU; הוא צור כמויות משמעותיות של זיכרון ו- I / O רוחב פס. מתרגם בינארי דינמי שומר על מטמון תרגום שבו בלוקים מתורגם לאחרונה של קוד x86 מאוחסנים לשימוש חוזר. זה cache יכול לגדול לעשרות או מאות מגה-בתים, להתחרות עם היישום עבור כאב ראש יקר יותר ומשאבים זיכרון.

בעיות לב

יישומים רגישים בזמן אמת ועקביות פגיעים במיוחד לעיכובים שהוצגו על ידי חיקוי CISC. תהליך התרגום דינמי מציג שקיפות משתנה: כאשר החיקוי נתקל רצף חדש של X86 הוראות עדיין לא במגיפת התרגום, זה חייב לקחת דיטור יקר כדי לפענח ותרגם אותו לפני ביצוע יכול להמשיך.זה יכול לגרום ספייקטים לעקביות כי משבשת אודיו / וידאו, מערכות בקרה תעשייתיות, כגון חיקוי רשת יעילה יותר, או אבטחה גבוהה.

דאגות אבטחה

שכבות מלוקס מציגות משטח התקפה נוסף ופגיעות פוטנציאליות.אג במתרגם בינארי דינמי ניתן לנצל כדי לבצע קוד שרירותי על המערכת המארחת, לשבור את בידוד כי סביבות ענן מסתמכות על הוראות חסויות, הגנה על זיכרון, והפרעה נכונה; כל פגם יכול לאפשר מערכת הפעלה קפדנית כדי לברוח מהסביבה המחוסמת או דיירים אחרים.

המונחים: pin Complexity and Fidelity

רוחבה של מערכת ה-x86 מציגה אתגר הנדסי רב-מוחלט עבור מפתחי חיקוי.אדריכלות x86 של אינטל התפתחה מעל 40 שנה, תוך הטמעת קטלוג עצום של הוראות, שרבים מהם מתעדים או מסתמכים על התנהגויות של זיהוי עצמיות מדויקות, נדרשים גם על מנת לשלב באופן נאמן את המקרים המפרקים הללו כדי להפעיל מערכות הפעלה ישנות יותר ויישומים נכון.

אסטרטגיות כדי להתגבר על אתגרים אלה

המונחים: Hardware-Assisted Virtualization

הפחתת המעבדים המודרניים של מערכת החיסון עבור הטמעת CISC היא תמיכה חומרה ממעבדי CPU. מודרני ARM מציעים הרחבות וירטואליות שיכולות להאיץ את התרגום של הוראות CISC. לדוגמה, הרחבה של ARM של תרגומים וירטואליזציה (VHE) ו יחידת ניהול זיכרון (MMU) יכולה להפחית את פני טבלאות הדף והפרעה בסביבות חיקוי, בדומה ל-AMCOS, כאשר Microsoft אינה יכולה לייעל את התכונות של Microsoft x-x-x-C מופעלת באופן יעיל כאשר היא מאפשרת הפעלה של אבטחה x-NEXD.

אופטימיזציה ל-Imulation ו- Binary Translation

טכניקות תרגום דינמי מתקדמות (DBT) יכולות להפחית באופן משמעותי את עונש הביצוע. חיקויים מודרניים כמו QEMU, Apple's Rosetta 2, ו-AWS משלשל התרגום שלה משתמשות באופטימיזציה מתוחכמת, אם כי הם פרופיל הקוד הממריץ, לזהות נתיבים חמים, וייעלים את הקוד המתורגם באופן אגרסיבי, תוך רצף משותף של 2, וביטול בדיקות מחוסמות.

מכיל ומיקרוVM Isolation

Containerization מספק גבול בידוד קל יותר מאשר וירטואליזציה מלאה, אשר יכול להפחית את פני השטח של חיקוי בסביבות ענן. על ידי הפעלת הסביבה x86 חיקוי בתוך מיכל על מארח ARM, לוח המלוח יכול למזער את מספר שיחות המערכת והפרעה טיפול כי יש לתרגם. Firecracker, טכנולוגיית המיקרו-VM המשמשת על ידי AWS Lambda ו- Fargate, מציעה שכבה מינימלית כיחול מופחתת כי ניתן להפחית את זמן הפעלה כגון אופטימיזציה מהירה יותר, לא יכול להיות מנקה, במיוחד, אשר אינו יכול להיות יעיל יותר, כלומר, כלומר, אשר דורש אופטימיזציה של כלי שרתי תיבות של ציוד אחסון יעיל יותר, אשר אינו יכול להיות מנקה, כולל אופטימיזציה של ציוד אחסון יעיל יותר, כלומר, אשר אינו יכול להיות מנקה, כולל מעבדים, כלומר, אשר אינו יכול להיות יעיל יותר, אשר דורש אופטימיזציה של ציוד אחסון יעיל יותר, אשר דורש אופטימיזציה של ציוד אחסון יעיל יותר, אשר אינו יכול להיות יעיל יותר, אשר דורש אופטימיזציה של ציוד אחסון יעיל יותר, אשר דורש אופטימיזציה של כלי שרת אחסון יעיל יותר, אשר יכול להיות מנקה, כולל שבבים, כולל שבבים, כולל מעבדים יעיל יותר, כולל אופטימיזציה של ציוד אחסון יעיל יותר, אשר יכול להיות יעיל יותר, 000.

אדריכלות היברידית ו- Multi-Architecture Clusters

במקום להסתמך רק על חיקוי, ספקי ענן רבים ומשתמשים לאמץ אסטרטגיה היברידית.הם שומרים על מאגר של מקרים של x86 ילידים עבור עומסי עבודה שאינם יכולים לסבול כל חיקוי מעל הראש, תוך שימוש במקרים ARM עם חיקוי עבור משימות פחות תובעניות.תזמורת יכולה להיות מוגדרת כדי מעדיף ביצוע של קבוצות אבטחה מקומיות, אך אסור לשחזר את הביצועים של 2 קטגוריות של חומרת זיהוי, אך לא יכול לבצע בדיקות x2 תכונות ספציפיות.

שירותי ענן ומכשירים

(הספקים הגדולים של הענן פיתחו כלי קנייני להקלת חיקוי של CISC.AWS מציע את ה-FLT:0AWS Graviton ChallengeFLT:1), אשר מספק תיעוד עבור הנפקת יישומים ל-ARM, כולל הדרכה לשימוש ב- QEMU-Mode מחקה עבור X86 Binaries.

יישומים אמיתיים ושימוש במקרים

למרות האתגרים, חיקוי CISC בענן משמש באופן פעיל במספר תרחישים. Legacy ביישומי, כגון SAP, Oracle Database, או מערכות מבוססות COBOL מותאם אישית, לעתים קרובות דורשות סביבות x86 כי הם תלויים קוד מודפס או ספריות של צד שלישי שאינן זמינות עבור ARM. Emulation מאפשר לארגונים להעביר יישומים אלה לתשתיות ענן מודרניות ללא תיקון מלא.

כיוונים עתידיים

הנוף של חיקוי CISC בענן צפוי להתפתח במספר דרכים.ראשון, כמו ARM ו RISC-V אדריכלות לצבור נתח שוק נוסף, הביקוש לחיקוי יעיל יגדל, נהיגה חדשנות בתרגום מונע חומרה. מעבדי ARM עתידיים עשויים לכלול מאיץ ייעודי עבור אופטימיזציה של תוכניות למידה אקס86, בדומה לאופן שבו הם כוללים כעת יחידות עיבוד קריפטוגרפיים ועצבניות, על ידי פיתוח יישומים מתקדמים באופן אוטומטי, על ידי גירסאות מתקדמות של פלטפורמת למידה דיגיטלית, עשויה להפחית את ה-ידי מטה-ידי מטה-ידי מטה-עצמית, כדי להפחית את ה-ידי מטה-ידי מטה-ידי מטה-עצמית של יישומים, באופן אוטומטי, ייתכן ו-עצמית של יישומים ניידים, כדי להפחית את ה-ידי גירסאות אחרות, על-עצמית, כדי להפחית את ה-ידי מטה-ידי מטה-ידי מטה-ידי מטה-ידי מטה-ידי מטה-ידי גירסאות למידה אוטומטית, באופן אוטומטי, כדי להפחית את ה-עצמית של יישומים ניידים לחלוטין, באופן אוטומטי, על-ידי גירסאות למידה אוטומטית, ייתכן שיספקית של יישומים ניידים, באופן אוטומטי, כדי להפחית את ה-ידי גירסאות מבוססות-ידי גירסאות מבוססות-ידי גירסאות המבוססות על-ידי גירסאות למידה אוטומטית, כדי להפחית את ה-ידי גירסאות

מסקנה

הטמעת ארכיטקטורות CISC בסביבות מחשוב ענן נשאר מאמץ תובעני מבחינה טכנית, מוגבל על ידי ביצועים מעל הראש, בעיות תאימות חומרה, יעילות משאבים, רגישות לבה, וסיכון אבטחה. המורכבות של מערכת ההוראה x86, עם עשורים של פיתוח תוכנה מצטברת, גורם חיקוי של פעולות תחזוקה יעילה יותר של פיתוח אוויריות ניהולית, עם זאת, עם חומרה מונעת אופטימיזציה בינארית, אופטימיזציה בינארית, מיכל, אחסון ענן, וגילויי ענן היברידית, 000 מוצלח, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 יכול להמשיך â € â € â € â € â € â € â € â € ¢ ¢ â â € â € ¢ ¢ â € â € â € â € â â â € â â â € â € ¢ â â â ¢ â â ¢ לא יכול להמשיך â ¢ â â ¢ ¢ â ¢ ¢ ¢ ¢ ¢ ¢