performance - 在虚拟化环境中执行数值计算？

Question

我想知道在虚拟化设置中会有什么样的性能影响数值计算？更具体地说，在相当快的 x86_64 多核机器上，在虚拟化 Windows 操作系统中运行受 CPU 限制的 C++ 代码，而不是在本机 Linux 操作系统中，我会期望什么样的性能损失？

我很乐意根据需要添加精度，但由于我对虚拟化了解不多，我不知道哪些信息是相关的。

Answer 1

进程只是一堆线程，它们是以顺序方式执行的指令流。在现代虚拟化解决方案中，就 CPU 而言，主机和客户进程一起执行，不同之处仅在于后者的 I/O 被捕获和虚拟化。内存也是虚拟化的，但这或多或少发生在硬件 MMU 中。来宾指令由 CPU 直接执行，否则它将不是虚拟化而是仿真，只要它们不访问任何虚拟化资源，它们的执行速度就会与主机指令一样快。最后，这一切都取决于 CPU 能够如何应对不断增加的正在运行的进程。

有一些轻量级的虚拟化解决方案，如 Solaris 中的区域，它对进程空间进行分区，以呈现操作系统的多个副本，但这一切都发生在单个操作系统内核的保护伞下。

纯计算代码的性能损失非常小，通常低于 1-2%。问题在于，实际上所有程序都读取和写入数据，而计算代码通常会读取和写入大量数据。即使使用英特尔 VT-* 或 AMD-V 等解决方案，虚拟化 I/O 通常也比直接 I/O 慢得多。

确切的数字很大程度上取决于特定的硬件。

Answer 2

受到@Mitch Wheat 无可争辩的断言的刺激，即我在这里的原始帖子不是答案，这里尝试将其改写为答案：

我主要从事能源领域的高性能计算。我的科学家同事运行的一些计算需要 O(10^5) CPU 小时，我们正在认真考虑在不久的将来 O(10^6) CPU 小时的工作。

从我们的代码中榨取每一滴性能，我得到了丰厚的报酬，如果我能将我们的一些程序的运行时间缩短 1%，我认为这是一天的好工作。有时我需要一个月的时间才能获得这种性能改进，当然我可能会很慢，但对我们的科学家来说仍然具有成本效益。

因此，当聪明的销售人员提供最新最好的数据中心软件（虚拟化是其中一个方面）时，我不寒而栗，在我看来，这些软件只会将我的代码束缚在 250,00dwt 油轮上的一堆锚链上（即是一个比喻）。

我已经仔细阅读了这个问题，并理解 OP 并没有提出虚拟化会有所帮助，我提供的是从业者的观点。如果这仍然是过多的评论，请执行 SO 并投票关闭，我保证不会被冒犯！