論理パーティション(LPAR)は、コンピュータのハードウェアリソースのサブセットであり、別のコンピュータとして仮想化されます。実際には、物理マシンを複数の論理パーティションに分割することができ、各パーティションはオペレーティングシステムの別のインスタンスをホストします。[ 1 ]
IBMはハイパーバイザ(CP-40およびCP-67の仮想マシン)の概念を開発し、1972年にS/370向けにVirtual Machine Facility/370として提供しました。[ 2 ] IBMは1983年にIBM 3081の370-XAアーキテクチャの一部としてStart Interpretive Execution(SIE)命令(仮想マシンの実行専用に設計)を導入し、それを活用するVMのVM/XAバージョンも提供しました。
アムダール社のマルチプル・ドメイン・ファシリティ(MDF)は1982年に発表されました。[ 3 ] IBMは1988年に、機能的に類似したPR/SMを発表しました。これは、同年IBM 3090プロセッサとともにリリースされたESA/370アーキテクチャ上に実装されています。 [ 4 ] PR/SM(プロセッサ・リソース/システム・マネージャ)は、複数の論理パーティションがCPU、メモリ、I/Oチャネル、LANインターフェイスなどの物理リソースを共有できるタイプ1ハイパーバイザ(仮想マシンモニタ)です。LPARは、直接アクセスストレージデバイス(DASD)などのI/Oデバイスを共有できます。当初、オペレータは基本モードまたは論理パーティションモードのいずれかを選択できました。PR/SMはすべてのIBM System zマシンに統合されています。正式には、LPARは動作モードまたは個々の論理パーティションを指し、PR/SMはこの機能の商用名称です。[ 1 ]: 83
MDFベースのLPAR技術は、AmdahlとHitachi Data Systemsによって独自に開発が続けられ、特に、単一のアドレス空間で複数のデータ空間をアドレス指定できるアクセスレジスタの導入を特徴とする新しいESA/370アーキテクチャの実装に利用されました。
IBMはその後、64ビットSystem zアーキテクチャを用いてLPARの開発を継続しました。LPARおよびPR/SMの再構成は、コンピュータを再起動することなく、つまり一部のLPARがアクティブな状態のまま実行できます。再構成には、チャネルパス定義やデバイス定義の変更が含まれます。
IBMは、IBM z13および第1世代IBM LinuxONEマシンに、関連する簡略化されたオプション機能であるダイナミック・パーティション・マネージャ(DPM)を導入しました。DPMは、LPAR関連の構成および監視タスクの多くに対して、Webベースのユーザーインターフェースを提供します。
z/VM は、同一の IBM zSeries サーバー内の仮想マシンと論理パーティション (LPAR) 間で高速TCP/IP通信を行うための z/Architecture HiperSockets機能をサポートしています。この機能は、キューイング直接入出力 (QDIO) 高速 I/O プロトコルの改良版を使用しています。
IBMは、1999年と2001年にそれぞれPowerPCベースのAS/400(後にiSeriesと呼ばれる)およびpSeriesサーバーにLPARを導入しましたが、技術仕様は異なっていました[ 5 ]。これらのシステムは、2000年頃からPOWER4システムでPHYP(POWERハイパーバイザ)を使用してLPAR機能を有効にしています。このサポートはIBM Power Systemsでも継続されています。
LPARは、メインフレーム上のz/OS、z/VM、z/VSE、z/TPF 、 IBM Power Systems上のAIXおよびIBM i 、そして両方のシステム上のLinuxなど、複数のオペレーティングシステムと互換性があります。
IBM TotalStorage DS8000などのストレージシステムでは、LPAR(ローカルパーティションアレイ)を使用することで、単一の物理アレイ内に複数の仮想ストレージアレイインスタンスが存在することが可能になります。
2010年初頭、富士通はLPARをサポートするx86-64 PRIMEQUESTシリーズのサーバーの提供開始を発表しました[ 6 ]。2011年後半には、日立がx86-64ハードウェア上でLPARをサポートするCB2000およびCB320ブレードシステムの提供開始を発表しました[ 7 ]。
論理パーティショニングはハードウェアリソースを分割します。2つのLPARは、それぞれが直接アクセスできるアドレス範囲が重複しない限り、共通のメモリチップからメモリにアクセスできます。一方のパーティションが、直接アクセス権限を持つパーティション上のプロセスと通信することで、もう一方のパーティションが管理するメモリを間接的に制御することも可能です。このプロセスは仲介役として機能します。CPUは、単一のLPAR専用にすることも、共有することもできます。AmdahlのMDF(Multiple Domain Facility)では、共有CPUと専用CPUの両方を持つLPARを構成することが可能でしたが、現在市販されているメインフレームでは、これは不可能です。
IBM メインフレームでは、LPAR はPR/SM機能、または関連するオプションの簡略化された機能であるダイナミック パーティション マネージャ (DPM) によって管理されます。第 1 世代の 64 ビット モデル (z900 および z800) を除くすべての 64 ビット IBM メインフレームは、マシン上にパーティションが 1 つしかない場合でも、LPAR モードでのみ動作します。z/OS を実行する複数の LPAR は、 1 台のマシン上または複数のマシンに分散して、 SysplexまたはParallel Sysplexを形成できます。[ 8 ]
IBM System p POWER ハードウェアでは、LPAR は PHYP (POWERハイパーバイザ) によって管理されます。[ 9 ] PHYP は LPAR 間の仮想スイッチとして機能し、LPAR 間の仮想SCSIトラフィックも処理します。マイクロパーティショニングは、部分割り当てのプロセッサの 10 倍の LPAR をサポートします。これはPOWER5プロセッサで導入されました。すべての IBM POWER5、POWER6、および後継システムはパーティション化できます。すべてのリソースが単一のパーティションによって消費される完全なシステムパーティションを定義できることに注意してください。PowerVM が有効になっている System P サーバーでは、共有 CPU を持つ LPAR が未使用のサイクルを共有プールに委任できます。専用プロセッサは共有できません。未使用のサイクルは他のパーティションで使用可能になり、LPAR が定義されたときに指定されたパラメーターによって制御されます。実行中のパーティションへの変更は、アクティブ プロファイルで設定された最大値まで、また最小値まで動的に行うことができます。論理パーティションを再起動せずにリソース割り当てを変更することを動的論理パーティショニングと呼びます。 IBM PowerVMは、p4、5、6、7、およびそれ以降のシリーズサーバーで仮想化機能を有効にするライセンス/購入機能です。[ 10 ]
Intel vPro(非均一メモリアクセス)を利用して、例えば日立データシステムズによるIntel Xeonベースの論理パーティショニングの実装も存在する。[ 11 ]
LPAR(十分な認証を取得済み)を使用すると、テスト、開発、品質保証、本番作業の複数を同じサーバー上で安全に組み合わせることができ、コスト削減、迅速な導入、利便性の向上などのメリットが得られます。IBM メインフレームの LPAR は Common Criteria EAL 5+認証を取得可能で、物理的に接続されていないサーバーと同等であるため、軍事用途を含む最高レベルのセキュリティ要件をサポートします。ほぼすべての IBM メインフレームは複数の LPAR で動作し、IBM System z9およびIBM System z10は最大 60 個の LPAR をサポートし、それ以降のモデルは最大 85 個までサポートします。[ 8 ]