英特爾為汽車行業(yè)打造芯片級增強(qiáng)版硬件虛擬化功能

英特爾為汽車行業(yè)打造芯片級增強(qiáng)版硬件虛擬化功能，助力打造軟件定義汽車

借助英特爾市場領(lǐng)先的芯片級增強(qiáng)版硬件虛擬化功能，英特爾汽車事業(yè)部旨在為行業(yè)提供具有卓越性能和超高效率的軟件定義汽車（SDV）的架構(gòu)方案，幫助用戶獲得99%的高效率和零延遲。這一高性能計(jì)算平臺提供了足夠的空間來處理多個(gè)軟件工作負(fù)載，充分滿足了汽車用戶對高質(zhì)量和個(gè)性化體驗(yàn)的期望。

英特爾具備業(yè)界兼具強(qiáng)大功能和能效的虛擬化實(shí)施方案。缺乏這一能力，汽車制造商將難以打造他們所設(shè)想的下一代車載體驗(yàn)，無法為用戶提供反應(yīng)靈敏、性能強(qiáng)大的車載系統(tǒng)。

英特爾推出全新軟件定義汽車架構(gòu)方案，以滿足汽車行業(yè)的需求。汽車行業(yè)一直在朝著軟件定義的未來邁進(jìn)，并嘗試借助虛擬機(jī)管理程序以實(shí)現(xiàn)軟件虛擬化。但這也帶來了一個(gè)瓶頸——它無法滿足當(dāng)今工作負(fù)載對性能不斷增長的需求。英特爾的芯片級增強(qiáng)版分離方案打造了一個(gè)能夠繞過虛擬機(jī)管理程序的直接路徑，并在軟件內(nèi)為更高質(zhì)量和新的工作負(fù)載提供了額外的性能，從而使消費(fèi)者獲得他們所期待的下一代功能和服務(wù)成為可能。

這一方案的工作原理是什么呢？大家可以將運(yùn)行軟件定義汽車（SDV）所需的算力想象成一臺滿電的電動(dòng)汽車（EV）。大家普遍認(rèn)為，如果車輛從家里（A點(diǎn)）直接到達(dá)預(yù)定的目的地（B點(diǎn)），它的性能是優(yōu)化了的，如果有差別也僅在于不同車輛之間的差異。這正是英特爾芯片級增強(qiáng)版硬件虛擬化功能的工作原理，它能夠讓工作負(fù)載更為快速的抵達(dá)硬件層。

但是，如果電動(dòng)汽車被迫繞道到另一個(gè)地點(diǎn)（C點(diǎn)），那么它必須消耗更多的核心能源，行駛在路上的時(shí)間也會(huì)更長。這種被迫的“繞道”，與其它芯片供應(yīng)商的做法頗為相似，也就是說，在工作負(fù)載抵達(dá)底層硬件之前，在軟件層面上實(shí)施了過多的虛擬化功能，相當(dāng)于多繞路走了一段到C點(diǎn)的路。這種繞路，最終會(huì)導(dǎo)致明顯的性能衰減。

拋開汽車路程的類比，路徑中的更多細(xì)節(jié)也能彰顯英特爾市場領(lǐng)先的虛擬化功能所帶來的諸多優(yōu)勢。這些優(yōu)勢是基于圖形處理器（GPU）來實(shí)現(xiàn)的。

使用虛擬機(jī)管理程序的GPU軟件虛擬化功能與英特爾基于硬件進(jìn)行物理分隔的SDV之間的功能比較

上圖顯示了必須在軟件中完成虛擬化，以及在芯片層面進(jìn)行物理分隔所經(jīng)過的不同路徑。在圖片左側(cè)，想要通過虛擬機(jī)管理程序運(yùn)行多個(gè)基于GPU的工作負(fù)載，虛擬機(jī)必須要先訪問虛擬機(jī)管理程序，然后到服務(wù)操作系統(tǒng)（OS）層面，還需要額外的數(shù)百行代碼，并使用寶貴的帶寬，才能到達(dá)GPU。與之相對，當(dāng)使用基于單根I/O虛擬化（SR-IOV）功能的英特爾SDV SoC時(shí)，每個(gè)工作負(fù)載都會(huì)被直接在GPU芯片層面分離，從而釋放軟件層，進(jìn)而在零延遲的情況下實(shí)現(xiàn)更高的性能和功能。

使用GFX Manhattan 3.0（離屏）的SR-IOV和僅虛擬分離（VirtIO）的性能基準(zhǔn)比較

第二幅圖顯示了英特爾SDV系統(tǒng)級芯片（SoC）與僅虛擬分離（VirtIO）方案相比下的效率優(yōu)勢。行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)圖形基準(zhǔn)GFX Manhattan 3.0（離屏）的測試結(jié)果顯示，在運(yùn)行單一工作負(fù)載時(shí)，英特爾方案的運(yùn)行效率可達(dá)99%，而競爭對手的運(yùn)行效率約為43%。實(shí)際上，這意味著如果運(yùn)行一個(gè)需要每秒100幀（FPS）的工作負(fù)載，使用英特爾解決方案，可以在零延遲的情況下獲得99FPS，而使用其他解決方案，只能獲得43FPS的速度，且還會(huì)遇到與工作負(fù)載相關(guān)的額外延遲。這個(gè)例子僅僅是英特爾市場領(lǐng)先的虛擬化功能的淺層優(yōu)勢。這些優(yōu)勢同樣適用于基于AI的工作負(fù)載，甚至不使用GPU或AI加速器的無顯示工作負(fù)載。

該方案的推出對于車載體驗(yàn)的提升有著非常重要的意義。虛擬化是開啟用戶所期待的下一代汽車體驗(yàn)的關(guān)鍵所在。有了它，駕駛員和乘客將體驗(yàn)到更靈敏、更強(qiáng)大的汽車，包括在玩游戲時(shí)獲得更高的幀速率性能、體驗(yàn)到優(yōu)美的3D地圖應(yīng)用程序而非繼續(xù)使用2D地圖，以及實(shí)現(xiàn)車內(nèi)多個(gè)顯示屏上的實(shí)時(shí)3D可視化，或通過實(shí)時(shí)AI推理獲得增強(qiáng)安全性等等。

這些功能的更新將通過便捷且穩(wěn)定的OTA推送給用戶。有了OTA，用戶在汽車的整個(gè)生命周期內(nèi)都能享受到最新的服務(wù)和功能。

審核編輯：劉清