虛擬化正在從服務器應用擴展到智能手機、汽車系統和 M2M 系統的移動空間。它準備解決安全問題,同時降低這些連接系統的硬件成本。
在當今世界,虛擬化無處不在。從現場托管服務到不斷擴展的云,服務器虛擬化已成為預期的行動方案。云平臺上安全分離的虛擬機可以并排地為具有廣泛不同業務模型和服務的客戶提供服務,并由可信賴的虛擬機管理程序隔離。現在,虛擬化的使用正在遠遠超出其基本的服務器根源。
嵌入式系統的虛擬化
隨著設備變得越來越強大和無處不在,移動和嵌入式世界都渴望虛擬化技術。虛擬化為嵌入式計算的多個領域帶來了許多好處,包括增強的安全性和隔離性、更好的遷移、更快的上市時間、更高的 CPU 利用率和成本節約。
移動的
隨著智能手機成為管理人們個人和工作生活的中心,驅動它們的硬件正迅速變得與臺式機和筆記本電腦一樣強大。更強大的硬件等于更高分辨率的內容,并為移動設備制造商創造了更好的移動能力機會。智能手機制造商已經使用虛擬化技術來整合硬件并在單個芯片上運行調制解調器軟件和 Android,從而將發展中市場智能手機的總成本降低到 30 美元。
例如,今天的智能手機由兩個 CPU 組成:一個用于通信(2G、3G、LTE),另一個用于運行應用程序。這種架構是強制性的,以確保編寫不當的應用程序或惡意軟件不會損害蜂窩網絡的完整性。這兩個系統經過獨立認證,具有不同的基本操作系統 (OS) 和生命周期。但是,這也增加了手機的成本和功耗。借助虛擬化,設備制造商能夠構建基于單個芯片的超低成本手機,該芯片運行兩個操作系統(隔離且安全分離),以滿足發展中市場對低成本硬件的需求。
汽車
汽車公司越來越意識到車內技術驅動的用戶體驗的重要性。信息娛樂、導航、遠程信息處理和后座娛樂系統正在成為高端嵌入式系統,可以不斷更新新的應用程序和功能,為汽車制造商提供在汽車的整個生命周期內提供新的娛樂和安全服務的機會。再加上未來的汽車將始終連接到互聯網、其他汽車和路邊基礎設施這一事實,對額外計算能力的需求增加了,同時需要將開放世界系統與汽車任務正確隔離-關鍵的內部功能,例如制動。
因此,當結合消費電子產品和汽車級系統時,應進行適當的分離,以防止任何惡意軟件或行為不端的應用程序訪問汽車的功能。通過在車內使用虛擬化,可以整合多個高端和低端系統以在相同的硬件上運行,從而消除數英里的布線和冗余硬件,從而降低油耗、電池消耗,并最終降低汽車成本——所有這些同時保持系統安全隔離。
例如,當今的汽車制造商及其一級技術提供商正在研究在“數字儀表板”中的同一芯片上運行包含導航、多媒體和氣候控制的信息娛樂系統。信息娛樂系統本質上是開放的和互聯網連接的,因此容易受到外部攻擊,而其他關鍵任務駕駛儀表系統則不能受到損害。將這兩個系統安裝在同一臺嵌入式設備上,每臺設備最多可節省數百美元,最終每年可節省數千萬美元。
機器對機器 (M2M)
在我們互聯的世界中,本著物聯網 (IoT) 的精神,越來越多的設備正變得“始終連接”和遠程控制。自動售貨機、電表和水表以及通信設備——所有這些中小型設備都已準備好聯網,以降低管理成本,實現更好的維修和控制,并提供創新的消費者服務,如按時付費你去能源消耗。但是,當這些系統需要多種功能或必須針對不同的需求和市場進行適當定制時,需要另一個 CPU 芯片或虛擬化來安全地運行多功能軟件堆棧,而不會產生交叉影響。
例如,M2M 模塊供應商通過運行調制解調器堆棧和應用程序堆棧來使用虛擬化來降低成本,以使他們的客戶能夠生產應用程序,將遺留代碼遷移到更新的芯片和模塊,并維護不同的生命周期,啟用獨立的認證流程,并提供跨系統容錯。
ARM 和虛擬化對下一代網絡服務器產生巨大影響
隨著嵌入式世界在功率和功能方面的增長,數據中心技術在低功率和效率方面繼續增長也很重要。為此,基于 ARM 的芯片比 x86 芯片更節能,虛擬化仍然可以發揮作用,進一步優化這些系統。
今天的研究人員認為,轉向基于 ARM 的數據中心可以將數據倉庫的功耗降低幾個數量級。此外,轉向基于 ARM 的架構可以使此類服務提供商能夠定制和微調他們的產品,直至芯片和電路級別。這種方法可以產生基于 x86 的系統無法實現的硬件/軟件利用率。鑒于虛擬化是現代數據中心技術的核心元素,這種新型節能服務器場將需要虛擬化來優化 CPU 利用率。可以節省的大量能源使其成為一個非常引人注目的用例,有能力顛覆整個服務器行業。
未來是虛擬化的
虛擬化技術已經在數以百萬計的系統中廣泛實施,其他虛擬化方法也在不斷發展。新服務和更便宜的“東西”的好處,再加上更高的安全性,將使人們的日常生活變得更好。如果嵌入式系統開發人員可以從虛擬化對服務器技術的影響中得出任何結論,那么移動虛擬化即將改變嵌入式計算,成為每一個小事的一部分——而不是那么小——的一部分。
審核編輯:郭婷
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