KVM: Google will Linux-VMs deutlich beschleunigen

Moderne CPUs skalieren ihren Takt je nach Arbeitslast. Für Gast-VMs geschieht dies unter Linux wohl nicht, was Google nun ändern will.

Artikel veröffentlicht am 3. April 2023, 13:00 Uhr, Sebastian Grüner

Gast-VMs unter Linux könnten künftig deutlich schneller werden. (Bild: Pixabay)

Der Google-Entwickler David Dai hat erste Patches auf der Linux-Kernel-Mailing-Liste eingereicht, die dazu dienen sollen, Anwendungen in Gast-VMs deutlich zu beschleunigen. Grundlage der Arbeiten sind Untersuchungen von Saravana Kannan, der ebenfalls bei Google angestellt ist, und diese auf der Linux Plumbers Conference im vergangenen Jahr vorgestellt hat.

Die Idee dahinter ist, dass es außer der Virtualisierung selbst eigentlich keinen Grund geben sollte, warum Anwendungen in der Gast-VM deutlich langsamer laufen sollten, als wenn diese auf dem Host ausgeführt werden. Bisher ist dies aber der Fall, wie das Team bei der Verwendung der eigenen CrosVM beobachten konnte. Dieser Virtual Machine Manager von Google dient als Grundlage für die Linux-VMs und die Android-Virtualisierung in ChromeOS und nutzt die Kernel Virtual Machine (KVM).

Den Beteiligten sei aufgefallen, dass die Nutzung von Dynamic Voltage and Frequency Scaling (DVFS) in den Gastsystemen nur sehr schlecht umgesetzt sei. Ein Energy Aware Scheduling (EAS) für Threads innerhalb der VMs gebe es schlicht nicht. Allein das führe schon zu einer verschlechterten Leistung und Leistungsaufnahme, heißt es. Derzeit arbeite das Team daran, diesen Zustand zu ändern. Die nun zur Verfügung stehenden Patches seien dabei nicht dafür gedacht, direkt aufgenommen zu werden, sondern dienten vor allem zum Testen der Idee.

Für die aktuellen Patches hat das Team Änderung am Kernel-Code für CPU-Frequenzwechsel sowie am Scheduler umgesetzt. Konkret nutzt der Gastkernel dabei Informationen über CPU-Architektur und -Typ sowie die Frequenz des Host-Systems. Außerdem wird Auslastung der vCPUs mit dem Host geteilt, so dass dieser seine Frequenz anpassen kann. In Tests mit Android in einer VM unter ChromeOS zeigen sich damit teils deutliche Verbesserungen, bis zu 45 Prozent Beschleunigung beim Bearbeiten von Fotos.