NVIDIA-Proviz亞太區(qū)業(yè)務(wù)主管沈威

vGPU解決方案了解一下

自2013年NVIDIA發(fā)布第一個(gè)vGPU解決方案以來，通過將數(shù)據(jù)中心GPU進(jìn)行虛擬化，用戶便可在多個(gè)虛擬機(jī)中共享該GPU，大大提升了應(yīng)用程序和桌面的性能，并支持組織構(gòu)建虛擬桌面基礎(chǔ)架構(gòu)（VDI），繼而在整個(gè)企業(yè)范圍內(nèi)經(jīng)濟(jì)高效地?cái)U(kuò)展此性能。如今，IT部門可充分利用GPU技術(shù)，體驗(yàn)媲美本地PC的虛擬化桌面服務(wù)。

NVIDIA vGPU軟件可提供具有豐富圖形效果的、由全球最強(qiáng)大的數(shù)據(jù)中心 GPU NVIDIA Tesla 加速器加速的虛擬桌面和工作站。

此軟件可以轉(zhuǎn)換服務(wù)器上安裝的物理GPU，以創(chuàng)建可在多個(gè)虛擬機(jī)中共享的虛擬GPU。GPU 與用戶之間的關(guān)系不再是一對一，而是一對多。

NVIDIA vGPU 軟件還包括一個(gè)適用于所有虛擬機(jī)的顯卡驅(qū)動程序，該顯卡有時(shí)也被稱為服務(wù)器端顯卡。而且，NVIDIA vGPU 使每個(gè)虛擬機(jī)都能像物理桌面一樣利用 GPU。但是，由于通常由 CPU 完成的工作轉(zhuǎn)移到了GPU，因而能為用戶帶來更出色的體驗(yàn)，并且可為更多用戶提供支持。

NVIDIA的虛擬GPU產(chǎn)品包括三款旨在應(yīng)對數(shù)字化工作環(huán)境挑戰(zhàn)的產(chǎn)品：面向知識工作者的 NVIDIA GRID 虛擬 PC (GRID vPC) 和 NVIDIA GRID 虛擬應(yīng)用程序 (GRID vApp)，以及面向設(shè)計(jì)師、工程師和建筑師的NVIDIA Quadro 虛擬數(shù)據(jù)中心工作站 (Quadro vDWS)。

NVIDIA中國區(qū)高級市場總監(jiān)劉念寧

在前不久，NVIDIA發(fā)布了最新版本的虛擬化平臺vGPU7.x，新版本可實(shí)現(xiàn)將多個(gè)物理GPU虛擬化分配給單一用戶?？蓪?shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：

①針對性能要求不高的場景，如圖形場景、教學(xué)場景和開發(fā)測試場景；

②針對算力要求非常高的用戶，這時(shí)候可以使用多vGPU功能分配給每一個(gè)虛機(jī)，提供給用戶。

因此，當(dāng)前的解決方案會比之前的版本更加靈活，同時(shí)也符合vGPU解決方案的發(fā)展趨勢。

首先，通過虛擬化手段，盡量多的滿足用戶不同場景的需求；其次，通過虛擬化手段，不斷增強(qiáng)GPU在數(shù)據(jù)中心中的特性。因?yàn)樵絹碓蕉嗟娜斯ぶ悄軕?yīng)用在數(shù)據(jù)中心做訓(xùn)練，完成后要做上線推理。如用戶與智能音箱交互時(shí)，后臺會有GPU服務(wù)器做支撐。所以，大量GPU數(shù)據(jù)中心需要被管理起來，需要具備數(shù)據(jù)中心的特性，這事傳統(tǒng)物理GPU所不具備的。因此，需要通過虛擬化手段彌補(bǔ)其在數(shù)據(jù)中心中的一些特性的缺失。

NVIDIA-GPU虛擬化高級解決方案架構(gòu)師張潔

據(jù)NVIDIA GPU虛擬化高級解決方案架構(gòu)師張潔介紹，vGPU解決方案和NVIDIA的發(fā)展是相匹配的。最初NVIDIA基于GPU做圖形顯示，通過圖形方式幫助用戶做加速，分為企業(yè)級和非企業(yè)級。比較有代表性的企業(yè)級解決方案是專業(yè)的圖形工作站，非企業(yè)級解決方案如游戲顯卡。

虛擬化也是如此，最初是將圖形負(fù)載做了虛擬化。將大量圖形虛擬化用戶拉倒數(shù)據(jù)中心，以前用圖形工作站的用戶，企業(yè)中有100位設(shè)計(jì)人員，需要配備100個(gè)圖形工作站，每個(gè)圖形工作站有一張GPU做圖形加速，這是很典型的應(yīng)用場景。

到了后期，出于管理和安全的訴求，越來越多的企業(yè)需要將圖形設(shè)計(jì)與員工的數(shù)據(jù)集中管理，一般企業(yè)會采用虛擬化的方式，將傳統(tǒng)的物理圖形工作站變?yōu)樘摂M化的工作站，放到數(shù)據(jù)中心運(yùn)行。

但在數(shù)據(jù)中心，為每個(gè)用戶配備一個(gè)物理GPU，無論是從空間還是成本角度考慮都是不現(xiàn)實(shí)的。因此推出了GPU虛擬化技術(shù)，將性能非常強(qiáng)勁的GPU卡虛擬成很多很小的邏輯的、虛擬的vGPU，這樣可以方便地把圖形用戶從傳統(tǒng)的物理工作負(fù)載遷移到數(shù)據(jù)中心。

vGPU 7.x特性帶來的新場景應(yīng)用

vGPU7.x版本一個(gè)比較明顯的區(qū)別是多GPU的支持，基于對算力比較高的用戶的需求，7.x版本通過虛擬化方式將多個(gè)物理GPU給到虛擬機(jī)，以滿足不同用戶對算力的不同需求。張潔以教學(xué)場景為例，學(xué)生需要低算力的GPU做教學(xué)實(shí)踐和實(shí)訓(xùn)，而老師做科研需要很高算力的GPU，多GPU支持則很好的滿足了兩者的不同需要。

vMotion動態(tài)遷移。將一些不適合通過硬件形式實(shí)現(xiàn)的功能，通過軟件的形式實(shí)現(xiàn)。如在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行熱遷移，目前已經(jīng)可以支持VMware和Citrix的服務(wù)器虛擬化平臺在數(shù)據(jù)中心中掛上vGPU，可在數(shù)據(jù)中心進(jìn)行業(yè)務(wù)不中斷的遷移。

圖形虛擬化技術(shù)已經(jīng)相對成熟。如今需要將虛擬化中大量的計(jì)算特性加到vGPU中，讓vGPU的特性和物理GPU解決方案平滑、無縫地遷移到數(shù)據(jù)中心。

支持Tesla T4。這是全新基于圖靈架構(gòu)的GPU，支持Tensor Core做人工智能加速，RT Core做實(shí)時(shí)光線追蹤加速，有CUDA Core做圖形和計(jì)算。

基于vGPU 7.x的最新特性，也帶來了場景應(yīng)用上的拓展。2020年1月，微軟將會正是停止對Win7的支持，越來越多的用戶會遷移到Win10，因此會有越來越多的虛擬桌面用戶遷移到Win10，而Win10對GPU的要求比較高。因此，在虛擬桌面場景，有GPU用戶體驗(yàn)會大大增強(qiáng)。

在vGPU 5.x版本中，GPU支持做計(jì)算。一些對算力要求非常高的離線渲染場景可以用GPU實(shí)現(xiàn)，而支持多GPU分配的7.x版本，可以提升渲染的效率。

自2016年人工智能技術(shù)受到廣泛關(guān)注后，GPU開始在越來越多的AI場景中應(yīng)用，如深度學(xué)習(xí)推理。

經(jīng)過5年多的發(fā)展，NVIDIA vGPU虛擬化平臺經(jīng)過7代的版本迭代，從只能限定的幾款GPU上實(shí)現(xiàn)虛擬化，到如今支持多達(dá)7家虛擬化平臺及所有GPU，完善了整個(gè)生態(tài)，加入計(jì)算功能及對國內(nèi)廠商的大范圍支持等等，助力企業(yè)客戶實(shí)現(xiàn)堪比本地PC的服務(wù)體驗(yàn)。

Fred

baiyan