因为伺服器虚拟化应用的普及与兴盛，资料中心基础架构对于运算、储存、网路等IT资源的调度指挥（orchestrate），以及自动产生系统执行环境（Automated Provisioning）的工作变得非常频繁，连带产生资源分配不均的管理难题。在英特尔新推出的Xeon E5-2600 v4所新添加的众多特色当中，就有一项是专门针对这样的需求而发展出来，那就是资源督导技术Resource Director Technology（RDT），透过它，可协助IT人员能够进一步掌握与控管伺服器平台的资源，促使资源调度变得更为敏捷，协助企业IT环境能加速转型，迈向更为**、也更自动化的软体定义IT基础架构。

RDT目前包含4大技术：在Xeon E5-2600 v3时期推出的快取监控技术（Cache Monitoring Technology，CMT），以及快取配置技术（Cache Allocation Technology），再加上新的记忆体频宽监控技术（Memory Bandwidth Monitoring，MBM），以及程式码与资料优先存取技术（Code and Data Prioritization，CDP）。

有了这些资源管理技术，使得作业系统与Hypervisor藉由处理器平台的协助，能够管理与监督在伺服器共用的快取与记忆体资源，而且，RDT能掌控的程度更为进阶，可透过特定模型暂存器（Model Specific Register，MSR）的控制，深入系统核心（Ring 0）执行。

此外，RDT可以相容于现有英特尔处理器所普遍内建的超执行绪技术（Hyper-Threading Technology），彼此可共同合作。对于经常改变的作业系统与Hypervisor执行状态，RDT也适用。

整体而言，RDT的应用范围，可涵盖处理器快取与系统记忆体频宽，针对这两项竞争*激烈的资源，提供动态观察与观察能力，能采取被动监督与主动配置的作法──每一支应用程式、作业系统与虚拟机器的资源用量，对处理器而言，将变得更为透明；此外，资源用量也将基于每一支应用程式、作业系统与虚拟机器的层级，予以不同的区分与配置。不过，可惜的是，Xeon E5-2600 v4目前对于处理器快取的管理较为完善，而对于记忆体频宽只能进行监督，但尚未支援配置。

有了RDT之后，整体而言，伺服器因为虚拟机器、应用程式执行环境的提供所引发的资料移动，能根据对应的优先顺序、服务等级来调度指挥资源，而不是任凭抢夺、占用，同时，还能减少非必要的资料传输作业。

对于资料中心的维运来说，若能运用RDT，在高度导入伺服器虚拟化环境下，可以将这些快取与记忆体资源的利用，提升到新的层次，并且适应因为业务持续变动所提出的各种IT环境要求，还能支援需线上迁移到其他资料中心位置的工作负载。

随着英特尔在3月31日正式推出Xeon E5-2600 v4，该公司也同步宣布有多家企业采用RDT这项技术，像是全世界*大的证券交易所NASDAQ，该公司架构与效能工程**技术专家Sandeep Rao表示，资料中心运作效率因此提升到先前环境的4.1倍。此外，还有阿里巴巴、中国移动、Facebook、VMware等公司已经开始运用RDT。

RDT就像机场塔台能进行复杂的IT资源调配

对很多人来说，RDT的角色与作用似乎很抽象，英特尔用机场管制塔台作为比喻──塔台（RDT）会结合雷达遥测资料，随时监督与控管所有飞机（虚拟机器、应用程式、执行绪）起降作业。

**步 对于离处理器*近的L3快取，提供监控与配置

首先，是针对处理器L3快取的使用──快取监控技术（CMT），以及快取配置（CAT）技术，它们能协助Xeon E5-2600 v4更聪明地执行相关的工作排程，以及负载平衡的决策。同时，能将伺服器所要提供的服务，透过这种新的分层方式进行管理，可确保高优先执行顺序的应用程式，能享有足够的快取，针对工作负载的执行，促进更灵敏的配置、载平衡、整并作业。

CMT和CAT之所以能运作，主要是系统会先透过资源调度应用软体（orchestrator），或是根据作业系统、Hypervisor的指派，将伺服器目前所承载的执行绪、程式、虚拟机器，对应为不同的资源监控代号（Resource Monitoring IDs，RMID），以及服务类别（Classes of Service，CLOS）。

在CMT的使用上，Xeon E5-2600 v4处理器平台可监控的RMID数量，是Xeon E5-2600 v3的2倍──对于每个部分的快取，能监看8个。而对于CAT，Xeon E5-2600 v4目前可支援16个服务类别。

这两项技术的实际应用效果如何？以CAT为例，在英特尔与云端分析服务商AppFormix合作下，他们以搭配两颗Xeon E5-2699 v4处理器的伺服器，来比较CAT使用前后的差异。测试结果显示：CAT启用后，网站伺服器在该机制的保护下，效能（吞吐量）可提升27％；若是与其他会抢占资源的工作负载一同执行（每颗处理器执行11支Stream 效能测试程式），在启用CAT的伺服器下执行的网站伺服器，平均反应速度比起不启用CAT时，要快上51％，而在恶劣情况下的反应速度，甚至可快到2.22倍，成效相当惊人！

**步 监督系统记忆体与L3快取之间的传输频宽

MBM则是针对系统记忆体的存取流量进行管理，同样基于上述CMT所使用的RMID来进行观察，系统可藉此发现记忆体频宽存取的冲突，以及促使执行绪的迁移。

首度采用MBM的处理器是去年推出的Xeon D-1500系列，所针对的伺服器类型主要是单路架构的应用设备，现在则轮到Xeon E5-2600 v4系列开始支援，也表示对应的主流二路伺服器平台，从此也将受益于这项技术。

MBM的导入，有助于揭露记忆体频宽的细部用量，面对横跨不同处理器插槽、核心之间执行的工作负载，例如英特尔的DPDK（Data Plane Development Kit），伺服器能以此方式做到有效平衡，避免这些处理程序争夺记忆体资源，可增进记忆体资源利用率，进而提高服务等级，达到存取效能*佳化。

英特尔之所以发展这样的技术，源自于多核心处理器架构虽然拥有阶层式快取，能以大规模的资料吞吐能力与延展性，提升应用程式的执行效能，但许多使用者层级的处理程序同时执行的关系，它们经常彼此争夺快取与记忆体频宽的资源。此外，处理器快取区分为越来越多阶层，也是记忆体存取效率不彰的理由之一，因为L3快取与系统记忆体对于处理器存取而言，都是横跨所有核心一同共享的资源。

而记忆体存取效率好坏将会冲击系统整体效能，因此若要达到*佳记忆体存取效能，必须透过持续监控与提高使用效率等方式。

面对上述这些应用需求，英特尔近期所发展出来的MBM技术，已经能够从快取的不同阶层当中，逐一监控频宽，特别是L3快取。而MBM的基本架构是延伸自英特尔现有的CMT技术，增添了基于CPUID的计数功能（enumeration），以及新的事件代码，以便从近端与远端记忆体的控制器撷取记忆体频宽资讯。

由于CMT能对每个执行绪加上标记，这意味着在执行应用程式、虚拟机器或容器（Container）时，每个执行绪的频宽能够被测量到；同时，本身所在与远端的记忆体控制器频宽用量，也都能藉由当中所对应的事件代码观察到，因此使得具有频宽感知能力的排程执行，以及针对非一致式记忆体存取（Non-uniform Memory Access，NUMA）的*佳化，都将能够实现。

RDT以处理器快取QoS为主要号召

Xeon E5-2600 v4处理器平台新增的功能当中，以RDT（Resource Director Technology）*为独特，因为有了这项技术，可确保高优先顺序的虚拟机器、应用程式或执行绪，都能获得相对更多的处理器L3快取与系统记忆体，有助于资料中心环境进一步提升伺服器本身的资源利用效率。

第三步 透过处理器快取配置，控管应用程式与资料存取优先顺序

从英特尔发展上述三种技术的历程，其实可以看到，对于承载越来越多型态应用的伺服器，他们的目标已经越来越很明确，就是针对共用平台资源的使用，提供更多有效管理机制。

这项大工程的进行，*早应该回溯到处理器的即时排程执行，以及后来陆续新增与扩展的VT系列指令集，面对执行高优先顺序的虚拟机器时，实体处理器必须能够固定与隔离这些工作负载；接着是记忆体的配置，须具有快取的感知能力，并且能够为高优先顺序的虚拟机器，给予专属的记忆体区域；然后，才是针对硬体周边装置资源的专属配置，例如网路介面、绘图处理器。

但对于伺服器平台上所共用的其他资源，像是处理器内建的L3快取与记忆体频宽，一直并未着墨，而这部分的功能支援，无法透过应用软体来帮忙，非得由处理器厂商亲自操刀才行。

而这些就是英特尔发展平台共用资源监控技术的主要理由。因此他们先发展CMT、CAT，聚焦在处理器快取资源的管理，并且在Xeon E5-2600 v3开始提供；从Xeon D-1500起，延伸到系统记忆体频宽的监督，而推出了MBM；在*新推出的Xeon E5-2600 v4，相关技术又更上一层楼──英特尔正式推出了程式码与资料优先存取技术（CDP）。

这项技术是基于英特尔CAT的延伸，执行绪能够针对程式码执行与资料存取，配置个别专属的L3快取区块，因此，程式码与资料在L3快取置放的区域，能透过软体设定的方式来隔离彼此，并依照不同优先顺序加以区分，进而能够根据工作负载的特性，来调校快取容量的调配

实际上，处理器是透过程式码，或资料快取的容量位元遮罩（Capacity Bit Mask，CBM）来分配。这些遮罩都是特定模型暂存器（MSR），皆以IA32_L3_QOS_MASK_n的格式来命名，而由于每一个服务类型（CLOS）都会配合1个dcache_cbm快取位元遮罩，以及1个icache_cbm的MSR，所以每个CLOSid代号都会搭配CDP。

CDP在哪些应用场景可以有效发挥？主要是具有大量程式码执行痕迹的应用程式，或者是针对一些程式码较敏感、需在快取当中妥善保护的应用程式。

CMT的运作架构

CMT（Cache Monitoring Technology）是英特尔��先推出的伺服器平台QoS管理机制，能辨识过度使用资源的应用程式，并根据优先顺序重新排程执行。若发现占用快取资源的应用程式，会以每个资源监控代号（RMIDs）的形式来回报。

CAT的运作架构

CAT（Cache Allocation Technology）和CMT同在Xeon E5-2600 v3处理器推出，但并非全系列提供，当中运用切割L3快取的方法，促使应用程式执行时得以分隔，过度使用L3快取的执行绪将受到隔离，以免影响其他程式。

MBM的运作架构

随着Xeon E5-2600 v4处理器推出的MBM（Memory Bandwidth Monitoring），也利用RMIDs架构来实现记忆体频宽监控，能基于执行绪、核心或应用程式的角度观察，对于争夺共用资源的情况，能提出较佳的解决方法。

可结合英特尔先前发展的资料中心管理机制

除了跟着Xeon E5-2600 v4系列处理器一起推出的RDT资源督导技术，先前英特尔所提出的多种资料中心管理技术，也还是继续在新款Xeon当中支援，例如Node Manager（NM）、Data Center Manager（DCM），它们也是管理IT基础架构资源时，所不可或缺的层面。

以NM为例，在Xeon E5-2600 v3时，功能已提升到3.0版，可监控资料中心基础架构环境日常运作时的多种特性，包括伺服器平台的耗电、效能、**性、散热（进气口与排气口的气流温度）、资源使用率（处理器、记忆体、I/O、每秒运算资源利用率）、所在位置。若是针对伺服器的管理而言，NM可做到动态监控设备的耗电情况，并且能横跨多个节点、机柜与资料中心，掌握这些不同规模设备的发热组态。

在NM 3.0当中，新增的特色大多是针对用电的管理，像是：能及早预测电力不足，当系统所需电力濒临到资料中心供电的上限时，NM能自动推行减量用电的措施；对于系统开机期间会出现尖峰用电的情况，NM可以设定此时的耗电量上限来控管，而不需要复杂的程序或透过先行关闭部分处理器核心来达成目的。

RDT的两大应用面向与发展顺序

基于快取与记忆体这两个走向，英特尔发展了多种针对伺服器执行环境的QoS资源管理技术，可横跨整个共用平台，实施监控的机制，并延伸到强制套用容量分配政策。

RDT技术发展三部曲

历经3个时期的发展，英特尔终于将资料中心管理技术，从硬体层次的伺服器省电，逐渐提升到更高阶的快取与记忆体资源管理，做到**的IT资源调度指挥，增进资源使用率，对于软体定义IT基础架构下频繁进行的自动环境产生（Automated Provisioning）工作，也相当有帮助。