Eine Studie von IDC mit dem Titel „Market Analysis Perspective: Worldwide Enterprise Virtualization Software, 2010 – Server Virtualization“, stellt folgende Kernpunkte heraus: Die Zahl virtualisierter Server steigt – es wird erwartet, dass 2014 mehr als 18,4 Millionen virtualisierte Server im Einsatz sein werden. Teilnehmer der Studie berichten zudem, dass sie 25 Prozent der Kosten für Hardware und entsprechende Infrastruktur einsparen konnten. Angesichts dieser enormen Zunahme virtueller Umgebungen hat das Streben nach I/O-Optimierung für virtuelle Server zur Entwicklung neuer Netzwerktechniken wie Converged Enhanced Ethernet (CEE) und Data Center Bridging (DCB), Fibre Channel over Ethernet (FCoE) und Virtual NICs geführt. Einen neuen Standard stellt die Single-Root-I/O-Virtualisierung (SR-IOV) dar, entwickelt von der PCI SIG (Special Interest Group).

Die Hypervisor der virtuellen Server stellen den VMs (virtuellen Maschinen) Ressourcen zur Verfügung, die die Funktion eines physischen Servers nachahmen und es jeder VM ermöglichen, unabhängig auf diesem Server zu laufen. Für den I/O bedeutet das, dass jede VM ein virtuelles I/O-Gerät verwendet, das der Hypervisor bereitstellt. Dies funktioniert zwar, ist aber nicht effizient. Dies gilt vor allem für den empfangenen I/O. Der Hypervisor führt folgende Schritte zur Verarbeitung eines empfangenen I/Os auf Multi-Core-Servern durch, wobei jeder Schritt den I/O verlangsamt und wichtige CPU-Ressourcen nutzt: 1. Die Arbeit eines der Prozessorkerne wird zur Überprüfung eines Pakets unterbrochen (Interrupt), um zu bestimmen, an welche VM das Paket zu senden ist. 2. Die Arbeit des Kerns, der die VM versorgt, wird unterbrochen und führt den I/O aus. 3. Der Kern, der das Paket ursprünglich empfangen hat, setzt die unterbrochene Operation fort.

Multi-Core-Server verteilen die Last auf mehrere Rechenkerne und können somit auch ressourcenhungrige Anwendungen verarbeiten. Zudem lässt sich mit Multi-Core-Prozessoren der Virtualisierungsgrad erhöhen, es lassen sich also mehr VMs pro physischem Server betreiben, bevor der Server ausgelastet ist.