支援768顆CPU與24TB記憶體的VM，vSphere提升系統規模

在2020年9月底舉行的年度用戶大會VMworld前兩週，VMware宣布伺服器虛擬化平臺vSphere將推出 7.0 Update 1改版，其他延伸應用或整合的產品順勢推出新版，例如，基於vSphere的軟體定義儲存系統vSAN，有了7.0 Update 1版；整合vSphere、vSAN以及網路虛擬化軟體NSX的軟體定義資料中心基礎平臺，亦即VMware Cloud Foundation（VCF），也從4.0版邁入4.1版。

單就vSphere 7 Update 1而言，最顯著的新增特色是執行規模的擴充性。首先，以縱向擴展（scale up）而言，vSphere可配置更巨大的系統資源，部署所謂的怪獸級虛擬機器（Monster VM），可支援高效能要求的應用程式，以及需配置超大容量記憶體的資料庫系統，像是SAP HANA、Epic Operational Database、InterSystems Caché、InterSystems IRIS。

這樣的改進，主要是反映在每臺虛擬機器的最大規格組態。企業可在vSphere 7 Update 1的系統當中，設置768顆虛擬處理器、24TB記憶體的虛擬機器，而且，可配置12TB持續性記憶體（Persistent Memory）、64支NVDIMM，能同時支援記憶體模式與App Direct模式。

相較之下，稍早推出的vSphere 7，每臺虛擬機器可設置256顆虛擬處理器、6128GB記憶體，以及6TB持續性記憶體（但可搭配的NVDIMM數量並未寫明）。

值得注意的是，企業若要在既有的虛擬機器，到vSphere 7 Update 1的執行環境使用上述的組態規模，需將裡面搭配的虛擬硬體規格，升級至第18版。

在橫向擴展（scale out）的作法上，以叢集執行規模而言，vSphere 7 Update 1也增加了組成的主機數量，在每個叢集當中，最大可部署96臺主機，比先前版本提升了50％──vSphere的6.0版到7.0版，每個叢集最大可部署64臺主機。如此一來，也能讓企業運用這種方式，來擴展IT基礎架構的可用資源規模，符合當代應用程式的執行需求。

vSphere 7 Update 1採用的第18版VMware虛擬硬體，還可支援3種IT資源運用方式。

首先，是處理器內建的安全加密虛擬化技術，例如，AMD SEV-ES（Secure Encrypted Virtualization-Encrypted State）。

若虛擬機器執行的作業系統支援AMD的安全加密虛擬化（SEV）技術，作業系統可要求AMD EPYC伺服器級處理器發行加密金鑰，將其用於記憶體內部，以及硬體內部的加密保護處理。而進階的SEV-ES技術也會將加密延伸到CPU的暫存器狀態，讓CPU裡面的資料也能受到加密處理而獲得保護──Hypervisor不再讓任何人在未經許可的狀態下，就能存取虛擬機器作業系統的加密金鑰，如此可大大減少暴露於外界攻擊的面向。

第二，支援虛擬遠端記憶體直接存取（vRDMA）的虛擬機器，能與原生端點互通。

談到RDMA的使用歷程，vSphere經歷了好幾個時期。首先，隨著近期有越來越多作業系統支援遠端記憶體直接存取（RDMA），能讓連網的伺服器上層應用程式直接從主記憶體，來讀寫HCA（Host Channel Adapter）網路卡傳輸的資料，而無需經由CPU與作業系統的涉入，可提升資料搬移的效率，以及獲得較低的存取延遲及CPU使用率。

而在虛擬機器之間，也能使用RDMA的技術來提升效能，稱為半虛擬化RDMA（Paravirtual RDMA，PVRDMA），例如，vSphere 在6.5版之後，就開始提供支援──因為虛擬機器搭配PCIe介面的虛擬網卡，即可支援標準的RDMA應用程式介面（API），只要多臺虛擬機器連至同一臺vSphere分散式虛擬交換器（VDS），即可運用PVRDMA的功能。

如此一來，PVRDMA可以支援哪些應用場景？例如，處於同臺伺服器的虛擬機器可使用記憶體複製來達成PVRDMA，而不需透過ESXi主機連接HCA網路卡的作法來進行；位於不同伺服器的虛擬機器，若伺服器都安裝了HCA網路卡，可相互連接來進行PVRDMA通訊（伺服器網路卡需設為VDS的上行埠），若有互連的多臺伺服器當中，有些僅安裝一般網路卡，可經由TCP協定的傳輸通道來進行溝通，但效能當然也會不那麼理想。

到了vSphere 7.0 Update 1，VMware表示，支援PVRDMA虛擬機器可直接與原生端點（Native Endpoint），進行網路溝通。而所謂的原生端點，又稱為非半虛擬化RDMA端點（non-PVRDMA endpoints），例如，未使用PVRDMA類型網路介面的儲存陣列。而有了這樣的功能，VMware虛擬化環境當中的應用程式與叢集系統可運用RDMA，與儲存裝置、儲存陣列之間進行連接與存取。不過，此功能目前尚未支援vSphere虛擬機器線上不停機遷移vMotion。

第三，是在使用「增強型vMotion相容性（Enhanced vMotion Compatibility，EVC）」時，提供繪圖處理模式的選項，也就是虛擬共用圖形加速（Virtual Shared Graphics Acceleration，vSGA）。

為何需要這樣的機制？這關乎vSphere底層的伺服器，有可能會搭配不同廠牌GPU，而就算是同廠牌GPU，也可能有不同功能，在虛擬機器與叢集環境的配置上，需運用一些方法讓系統能夠相容於不同的GPU，而早期EVC主要針對的是CPU，現在則擴及GPU。

就圖形處理功能而言，vSphere 7採用的虛擬硬體，可確保虛擬機器能使用vSGA這類圖形處理的技術，而讓多臺虛擬機器能夠共享伺服器端的繪圖處理器（GPU）運算資源，以及支援vMotion線上遷移。

相對地，GPU廠商也需要支援虛擬硬體版本，才能確保他們發展的功能順利應用，而這也導致用戶為此需停留在特定的虛擬硬體版本，以便確保虛擬機器可使用GPU廠商提供的圖形處理功能。另一方面，VMware本身也在vSphere提供3D軟體渲染器，同樣提供圖形處理功能。

因此，基本上，在相同的虛擬硬體版本之下，運用GPU廠商的技術與VMware軟體渲染器的虛擬機器可在不同ESXi主機之間，進行vMotion線上遷移，不過若要在虛擬機器上，執行GPU廠商或軟體渲染器所不支援的功能時（例如特定GPU才具備的技術），將會出現問題。

而在vSphere 7.0 Update 1，VMware提供新的機制稱為EVC for Graphics屬於EVC模式的延伸，能讓啟用圖形模式（EVC Graphics Mode）的虛擬機器，得以橫跨不同GPU廠商與軟體渲染器的功能。而這個模式包含一套支援多種3D應用的虛擬機器相關特色，像是Direct 3D 10.1，以及OpenGL 3.3（未來將支援Direct 3D 11.0與OpenGL 4.1）。

產品資訊

VMware vSphere 7 Update 1
●原廠：VMware
●建議售價：廠商未提供
●硬體需求：雙核心處理器、8GB記憶體、32GB硬碟空間
●系統元件：ESXi、vCenter Server（身分認證服務Authentication Services、vCenter Server內建服務）
●單臺虛擬機器硬體最大組態：768顆虛擬核心、24TB記憶體、62TB虛擬硬碟容量、10張虛擬網卡、連接20個USB裝置、12TB持續性記憶體、64支NVDIMM、4張虛擬NVMe介面卡

【註：規格與價格由廠商提供，因時有異動，正確資訊請洽廠商】