1 前言
vGPU技术特指主流GPU厂商推出的vGPU解决方案(如:NVIDIA GRID vGPU方案、AMD MxGPU方案)。传统云桌面模拟显卡没有提供主流的3D特性(如D3D、OpenGL等),无法运行大部分3D软件。使用vGPU技术能够解决云桌面中的以下问题,从而提高云桌面性能体验:
● 云桌面视频播放对CPU的利用率过高,使用GPU硬件解码可以减轻CPU的负担。
● 云桌面中大型建模、3D软件渲染依赖CPU,可以利用GPU的硬件编码减轻CPU的负担。
2 AMD vGPU技术
AMD MxGPU是全球首个基于硬件的vGPU解决方案,以PCIe标准中定义的SR-IOV(单根I/O虚拟化)技术为基础,实现每个物理GPU上有多个虚拟化用户远程工作。AMD MxGPU技术特点有
● 基于PCIe SR-IOV技术,将一个物理PCIe GPU变成多个PCIe vGPU,每个PCIe vGPU直接透传给虚拟机。
● 切分个数不一样(1–16,显存大小16MB对齐),vGPU设备ID一样,Guest Driver无需更新。
3 NVIDIA vGPU技术
NVIDIA vGPU,通过分片虚拟化技术,将物理GPU卡重新划分,同一块GPU卡经虚拟化分割后可分配至不同的云主机使用,实现了GPU(了解GPU云桌面)计算能力的多虚机共享。
NVIDIA vGPU技术特点有:
● vGPU以内核mdev虚拟设备呈现,uuid标识。虚拟机透传mdev设备。
● 图灵及之前架构的vGPU为纯软件mdev设备,而安培架构GPU也依赖SR-IOV技术。一个衍生出来的PCIe设备最多创建一个mdev形式的vGPU。
NVIDIA有四种vGPU类型,教学或办公通常只会使用到Q和B系列。
● Q系列:针对图形工作站,提供Quadro专业特性,需要vDWS授权。
● C系列:针对计算密集型的负载,如AI、深度学习。
● B系列,针对比较基础的虚拟桌面。需要vPC授权。
● A系列,针对虚拟应用。
物理GPU除了通用计算单元外,还会提供独立的硬件编、解码器,如NVIDIA GPU的NVDEC和NVENC模块。主要应用场景:解码器的视频播放、编码器的视频编辑等。
4 AMD和NVIDIA vGPU方案对比
AMD和NVIDIA vGPU方案各有特点,需要综合考虑应用场景、价格、扩展性等方面来做出选择。
AMD MxGPU | NVIDIA GRID vGPU | |
物理GPU性能 | 相同年份发布的GPU跟NVIDIA差不多 | 相同年份发布的GPU跟AMD差不多 |
vGPU性能 | 调度算法优化小,性能一般 | 调度算法优化好,体验好 |
硬件编解码器 | S7150 MxGPU不提供 | vGPU都能提供 |
授权 | 不需要授权 | vGPU需要授权才能释放性能 |
软件生态 | 不完善,缺少配套软件及说明文档 | 完善,软件生态及说明文档完善 |
成本 | 较低 | 非常高 |
供货 | 不明确,基本被大厂垄断 | 稳定 |
部署难度 | 简单 | 较复杂 |
5 总结
vGPU技术的出现与技术成熟加速推进VDI桌面进入到更多图形计算类业务场景,场景的选择、显卡性价比的考量、传输协议的优化都是方案落地的关键因素。在过去的几年中,NVIDIA和AMD都在发展,并且各有优缺点,但它们都已经具备了良好的发展动力。在未来,随着高普教新课改的深入、企业远程办公的普及、专业动画图像渲染等需求的增长,搭载NVIDIA或AMD vGPU技术的桌面的应用将迎来全新的局面。
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