虛擬化桌面3D虛擬化GPU技術(shù)詳解

1、VDI桌面3D虛擬化技術(shù)詳解目錄.3D虛擬化技術(shù)透析及競(jìng)爭(zhēng)分析21名詞解釋22不同技術(shù)的適用場(chǎng)景分析22.1sVGA的原理：VMware設(shè)計(jì)的虛擬的WDDM驅(qū)動(dòng)程序32.2vSGA的原理：多個(gè)虛擬機(jī)均分安裝在物理服務(wù)器上的顯卡資源32.3vDGA的原理：為每個(gè)虛擬機(jī)分配獨(dú)立的安裝在物理服務(wù)器上的物理顯卡62.4GPUPass-through的原理：為每個(gè)虛擬機(jī)分配獨(dú)立的安裝在物理服務(wù)器上的物理顯卡82.5SharedGPU的原理：將GPU卡透?jìng)鹘oHypervisor之上的XenApp平臺(tái)82.6vGPU技術(shù)出場(chǎng)：將GPU卡資源切片分給Hypervisor之上運(yùn)行的VM123競(jìng)爭(zhēng)分析14、vGP

2、U技術(shù)詳解及配置要求161vGPU的實(shí)現(xiàn)條件161.1 Citrix組件包括如下：161.2 NVidia組件包括如下：171.3 硬件使用需求：18GRIDK118GRIDK181.4 操作系統(tǒng)支持：1955.0 vGPU相關(guān)文檔1956.0 NVidiaKeplerGRID卡支持的vGPU數(shù)量和適用場(chǎng)景1957.0 vGPU配置步驟2158.0 vGPU配置注意事項(xiàng)2259.0 Citrix3D解決方案一覽221客戶群體分類232不同使用者對(duì)應(yīng)3D處理技術(shù)24圖形工作站級(jí)別用戶25中度圖形用戶對(duì)應(yīng)的3D虛擬化技術(shù)28知識(shí)型用戶對(duì)應(yīng)的3D虛擬化技術(shù)30四、C讓rix3D技術(shù)StepbySte

3、p配置指導(dǎo)手冊(cè)31一.3D虛擬化技術(shù)透析及競(jìng)爭(zhēng)分析SVGAvSGAvDGA、vGPJGPUPass-through,的含義。1名詞解釋SVGAVMware公司技術(shù)縮寫，意思是：軟彳3D模擬渲染技術(shù)；vSGA：VMware公司技術(shù)縮寫，意思是：虛擬共享圖形加速技術(shù)vDGA：VMware公司技術(shù)縮寫，意思是：虛擬專用圖形加速技術(shù)GPUPass-throughCitrix公司技術(shù)縮寫，意思是：GPU透?jìng)骷夹g(shù)SharedGPU:Citrix公司技術(shù)縮寫，意思是：GPU共享技術(shù)；vGPU:業(yè)內(nèi)統(tǒng)一術(shù)語(yǔ)，意思是：以類似于服務(wù)器虛擬化上將CPU虛擬化的技術(shù)，將GPU卡虛擬化后，提供給虛擬機(jī)使用。目前，Cit

4、rix公司和NVIDIA公司合作，開(kāi)發(fā)出了業(yè)界首個(gè)vGPU技術(shù)！2不同技術(shù)的適用場(chǎng)景分析2.1sVGA的原理：VMware設(shè)計(jì)的虛擬的WDDM驅(qū)動(dòng)程序(WindowsDisplayDriverModel)1.1版本兼容驅(qū)動(dòng)。原理圖如下:VmwClientVMVMDevTAP:橋接遠(yuǎn)程顯示協(xié)議與畫面?zhèn)鬏擶DDMWDDMWDDMVMwareWDDMDriver:VMwareToeIs充W勺VMwareESXi:資源池管埋PCclP簡(jiǎn)單地說(shuō)，就是通過(guò)軟件模擬出軟件GPU卡的能力，實(shí)際上還是消耗CPU的負(fù)荷，只能；目前sVGA技術(shù)只能支持到DirectX9.0和OpenGL2.1的渲染技術(shù)，利用服務(wù)器

5、內(nèi)存模擬技術(shù)最大只能虛擬512M顯存。DirectX9.0和這種技術(shù)只適用于改善普通用戶桌面使用體驗(yàn)。至于渲染技術(shù)只支持OpenGL2.1有什么問(wèn)題，請(qǐng)參見(jiàn)2.5章節(jié)的解釋。vSGA的原理：多個(gè)虛擬機(jī)均分安裝在物理服務(wù)器上的顯卡資源原理圖如下:事實(shí)上，vSGA的工作原理上是基1PCoilJDevTAP:ViewCll&nt橋接遠(yuǎn)程顯示協(xié)議與畫面?zhèn)鬏擵MwareSVGADriver:VMwareTools亞動(dòng)VMwareESXi:資源池管理NVIDIAQuadroIGPUsAPI的共享，即用于欺騙應(yīng)用程序API的虛擬顯卡vGPUDriverAPI事實(shí)上功能分為前向接驅(qū)動(dòng)程序安裝于gues

6、tOS中并運(yùn)行于內(nèi)核模式。這個(gè)口和后向接口兩個(gè)功能，他們的功能分別是:1）FrontEnd（前向接口）功能：GPU操作的API攔截，包括：parameterspassed傳遞過(guò)來(lái)的GPU調(diào)用參數(shù)ordersemantics傳遞過(guò)來(lái)的GPU調(diào)用語(yǔ)義包裝以上的函數(shù)調(diào)用，并將數(shù)據(jù)傳給后向接口終結(jié)虛擬仿真的顯卡驅(qū)動(dòng)的GPU調(diào)用，并提供向真實(shí)顯卡的互操作和執(zhí)行結(jié)果2）BackEnd（后向接口）功能:負(fù)責(zé)將前向接口傳來(lái)的數(shù)據(jù)交給真實(shí)的GPUdriver進(jìn)行處理解包前向接口傳來(lái)的函數(shù)調(diào)用映射內(nèi)存指針執(zhí)行真實(shí)的GPU操作返回執(zhí)行結(jié)果將執(zhí)行結(jié)果返回前向接口卜圖就是這個(gè)API的原理示意圖:普通的GPU計(jì)算諄棧分禽

7、軟件與硬件的通信堆棧UserApplicationUserApplicationGPUDriverAPIcommunicatorLUJvGPUDriverAPIGPUDriverFrontEndGPUEnabledDeviceBackEndGPUDriverAPIGPUGPUEn日植概好吧，按照VMware的說(shuō)法，這種技術(shù)是用戶共享GPU處理能力，貌似確實(shí)實(shí)現(xiàn)了類似vGPU的能力，但是事實(shí)如此嗎?API的我們上面分析了vSGA的實(shí)際工作原理，了解到這種技術(shù)實(shí)際上是欺騙應(yīng)用程序虛擬顯卡驅(qū)動(dòng)程序。那么結(jié)果也就一目了然了，做過(guò)圖形設(shè)計(jì)的碼農(nóng)們應(yīng)該更清楚:“APIRemotingW似很簡(jiǎn)單，但它的處理

8、是極其復(fù)雜，需要消耗大量的額外資源來(lái)做驅(qū)動(dòng)的模擬仿真、API截獲、API傳遞、API隊(duì)列等待、API真實(shí)驅(qū)動(dòng)處理、結(jié)果回傳等多種復(fù)雜的軟件計(jì)算過(guò)程虛擬顯卡驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)需要對(duì)所支持的所有GPU的API進(jìn)行仿真，但行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的API規(guī)范也在不斷改進(jìn)和更新，這種設(shè)計(jì)需要不斷持續(xù)的支持另外，還需要面對(duì)不同的API標(biāo)準(zhǔn)，如:OpenGL,DirectX,CUDA,OpenCL就目前該技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用來(lái)看，vSGA和sVGA一樣，也只是支持DirectX9.0和OpenGL2.1的渲染技術(shù)，已經(jīng)夠舊了吧。此外，vSGA支持的最大虛擬顯存聽(tīng)起來(lái)是是512M,事實(shí)上虛擬的GPU顯存，其中一半為GPU提供，一半為服務(wù)

9、器內(nèi)存模擬，因此，最大只能使用到256M的真實(shí)GPU顯存。從用戶反饋來(lái)看，vSGA對(duì)改善部分情形圖形軟件體驗(yàn)還是有所幫助的。至于和Citrix的對(duì)比，請(qǐng)參見(jiàn)2.5章節(jié)。vDGA的原理：為每個(gè)虛擬機(jī)分配獨(dú)立的安裝在物理服務(wù)器上的物理顯卡這個(gè)技術(shù)和我們后文中介紹的來(lái)自Citrix的GPUPass-Through技術(shù)是類似的，只是我弄不明白，V公司非要弄這么多簡(jiǎn)寫差不多的名詞嗎？卜圖就是vDGA的技術(shù)原理圖:PCclPViewClientsIMontereyX86榮回-蘆葉守月VMDevTAP:橋接遠(yuǎn)程顯示協(xié)議與畫面?zhèn)鬏攏VidiaAPI/Driver:使用nVidiaAP用I基于vSphmre特定

10、g區(qū)動(dòng),使有可而在借用小r用有毛區(qū)的財(cái)沮Direct-lO;一對(duì)一GPUtoVMNVIDIAQuadro/VGXGPU及1114切打技術(shù)解客rj1u'J關(guān)于這種技術(shù)的原理，我們?cè)贑itrix的GPUPass-Through部分也介紹過(guò)很多次了，此處不再詳述它的原理。從功能上兩者是高度相似的，畢竟V公司是抄襲Citrix的，想當(dāng)年，Citrix的GPUPass-Through都發(fā)布多久了，vDGA才姍姍來(lái)遲。功能相似，但是易用性就不一定了，去問(wèn)問(wèn)VMware,vDGA能把顯卡透?jìng)鹘o上面運(yùn)行的什么操作系統(tǒng)平臺(tái)上，如果回答者夠老實(shí)，他就只能回答你說(shuō)，只能運(yùn)行在Windows764-bit平臺(tái)

11、。如果你的開(kāi)發(fā)軟件只能跑在XP上怎么辦？I'msorry.夠清楚了吧。好了，V公司看到vDGA發(fā)布時(shí)間遠(yuǎn)晚于CitrixGPUPass-Through,功能也PK不過(guò)GPUPass-Through,他們只好說(shuō)VMware在性能上目前領(lǐng)先于競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手（百度文庫(kù)上可以找到這個(gè)ppt,名字就叫做VMwareGPU虛擬化技術(shù)介紹）。對(duì)于他們這種做法，就好象一個(gè)巨人和一個(gè)矮子，明明在外形上矮子已經(jīng)落敗，他偏偏嘴硬說(shuō)：“他那么大個(gè)有什么用，我的力氣比他大”。哈哈，誰(shuí)更威武，不是已經(jīng)一目了然了嘛。當(dāng)然，你有難處，我表示理解。GPUPass-through的原理：為每個(gè)虛擬機(jī)分配獨(dú)立的安裝在物理服務(wù)器上

12、的物理顯卡這部分的原理我就不再詳述了，基本上Citrix的GPUPass-through技術(shù)和VMware的vDGA技術(shù)如出一轍，但是在具體的功能上，雙方還是有明顯差距，Citrix功能更全面，也是被業(yè)界證明真正具有生產(chǎn)環(huán)境下實(shí)施能力的解決方案。F圖標(biāo)就是兩者技術(shù)的功能性對(duì)比。操作系統(tǒng)支持(X支持Windows764bitiit'WindosXP32/64bit上與Windu認(rèn)5732/64bitVMwareCitrix最:W；卜以顯示器支持XD7.0支挺4個(gè)顯M器XD56F”支持2個(gè)量不必同日IIyXeiServer-I4IvSphereHyperVisOf支持的顯口vSphere5

13、1錄7E支持S族GPUXenServer6,2最大文揀12塊GPU支持通過(guò)PV5實(shí)現(xiàn)快速毗骨弗KGPU支持?jǐn)?shù)量vSphereqI僅支持8個(gè)XenServer6.2支持12:haredGPU的原理：GPGPU卡透?jìng)鹘oHypervisor之上的XenApp平臺(tái)SharedGPU技術(shù)實(shí)際上是將CitrixGPUPass-Through和CitrixXenApp技術(shù)完美結(jié)合的產(chǎn)物。大家都知道CitrixXenApp的原理，我以一張簡(jiǎn)圖為例再次解釋一下:闈程序WindowsServer:F拘機(jī)藝持xenServer/MSHyp«pV/ESXXenApp的優(yōu)勢(shì)在于雖然只在一個(gè)操作系統(tǒng)上安裝過(guò)一次

14、應(yīng)用程序，但是這個(gè)應(yīng)用程序卻可以被多個(gè)用戶同時(shí)使用，如果GPU資源也能被這么分享，豈不是完美。這就是SharedGPU的原理。這就實(shí)現(xiàn)了多個(gè)用戶同時(shí)分享一個(gè)GPU卡的能力。我們看看下面的原理圖:GPUSharingappAPPClientMeirwrystorigeHe-mark劃rMlvpwalOrlw口加J1:Driurr上MB2第仁M8H>>41儲(chǔ)lErBH扣.Am.Am一&口口Guest05VIRTUALMACHINEVDAvCRJ#科ceejfvMiW啊1r忖HW忖0rtvGrAphkiHYPERVISOR在上面這張圖中，底層服務(wù)器安裝了一塊GPU卡，在硬件平臺(tái)之

15、上我們安裝了Hypervisor層，隨機(jī)我們?cè)诖酥习惭b了三個(gè)XenApp虛擬機(jī)（都是WindowsServer操作系統(tǒng)），每個(gè)虛擬機(jī)上面都安裝了CitrixVDA客戶端軟件，此外還有供最終用戶使用的應(yīng)用程序。隨后運(yùn)行在Hypervisor平臺(tái)上的NVIDIA驅(qū)動(dòng)程序直接將GPU資源發(fā)布給虛擬機(jī)使用。請(qǐng)注意我上面使用的一個(gè)單詞是：“直接”。為什么這么說(shuō)？請(qǐng)注意2.2章節(jié)的vSGA是如何做到的？vSGA要消耗大量的額外資源來(lái)做驅(qū)動(dòng)的模擬仿真，說(shuō)到底，真正能使用到多少百分比的GPU資源還是個(gè)未知數(shù)。我們首先來(lái)看看VMwarevSGA和CitrixSharedGPU技術(shù)在功能上的對(duì)比：競(jìng)爭(zhēng)對(duì)比總結(jié)共

16、享GPU方案至顯示笈支捋VMwarevSGACitrixSharedGPU但芝持wind。？支持WindewsXP32/64-bitVGX支ttW|rtdCw$732/64-bitI'VGI.支持WidowsServer2008R2名廠商Hy時(shí)TVisor支持位支持期Sph的r*5.1UI時(shí)支持燦力Sear卻sphere主特可tPVS文風(fēng)塊速批同荒碧DirectX9.0OpeflGL2.1DirectX0penGL43牙酒等.支持最高左持到1920T翔。景高分配512M比擬顯存（實(shí)際最高分配2564Vl溝莊配存）寺恃琪件顯卡所支持的所有分法專E限制不支持支持共享來(lái)由克外C如2Cilnx

17、|不支持ConlidenbaiDaNotDstnbJleCI1是騾子是馬，拉出來(lái)溜溜就知道孰強(qiáng)孰弱了。我們還有必要就上面的DirectX和OpenGL技術(shù)做一個(gè)解釋，在介紹2.1的SVGA和2.2的vSGA技術(shù)時(shí)我們都提到了這兩種技術(shù)都是只支持DirectX9.0和OpenGL2.1的渲染技術(shù)，那么這有什么意義嗎？我們來(lái)看看DirectX和OpenGL是干什么用的。1)DirectXDirectX是DirecteXtension的簡(jiǎn)寫，可以進(jìn)一步簡(jiǎn)寫成DX。為微軟公司開(kāi)發(fā)的多媒體編程接口，目前只支持Windows平臺(tái)。DirectX發(fā)展到現(xiàn)在已經(jīng)有11代產(chǎn)品了，目前最常用的有兩個(gè)DirectX

18、II.1和Direct9.0c。前者是Windows7/8的標(biāo)準(zhǔn)配置，后者是WindowsXP的標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)于很多新游戲而言都以DirectX11為接口。2)OpenGLOpenGL是由開(kāi)源社區(qū)提供的免費(fèi)開(kāi)源的多媒體編程接口，全稱是OpenGraphicsLibrary。OpenGL功能非常強(qiáng)大，但是使用起來(lái)也是相當(dāng)?shù)膹?fù)雜，開(kāi)源社區(qū)為任何操作系統(tǒng)提供OpenGL支持，所以適用范圍也是相當(dāng)?shù)膹V。很多游戲開(kāi)發(fā)采用OpenGL作為渲染方式，這樣可以方便的向Linux和OSX等平臺(tái)移植。在非Windows平臺(tái)下，目前僅能使用OpenGL進(jìn)行加速，而在Windows平臺(tái)下視頻功能可以由DirectX或者Op

19、enGL完成。由于開(kāi)發(fā)商的選擇不同，通常的硬件都是支持者兩種加速方式的?？陀^的來(lái)說(shuō)在超高端硬件上對(duì)OpenGL的支持更好。好吧，看完DirectX和OpenGL的解釋后你應(yīng)該知道2.1的sVGA和2.2的vSGA技術(shù)有多弱了吧。VMware自吹vSGA技術(shù)可以支持多少種3D設(shè)計(jì)軟件，還有一個(gè)辦法戳破他們的謊言就是去Nvidia主頁(yè)上看看有多少種應(yīng)用程序是在vSGA技術(shù)下得到認(rèn)證的，我這里有個(gè)圖可以分享一下：APiH-VeAlROMSOFTw/皿EenljQrz產(chǎn)4M9dw*SDSMflji/AutodMH修¥/GAPA/Z/,V/klKrv>ifli/SianwiaNX/iMc

20、bePwEierv/81中田叁NXVwww/WorksjUseful一曰，w蠡守qbtueszaebb匕notNMDfAGfaiicsO】煙VerierCht«d/NVSDI4GraphicsOr/nerImiMr二rtrfitd/talappropria'evSGA技術(shù)卯支持的行業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)用程序都沒(méi)有經(jīng)過(guò)Nvidia官方認(rèn)證!御用如川依術(shù)例轡如”O(jiān)K,真相大白，我們繼續(xù)。2.6vGPU技術(shù)由場(chǎng)：將GPU卡資源切片分給Hyperviso之上運(yùn)行的VM概念不做解釋了，理解什么是vCPU就知道什么是vGPU正如第一節(jié)的名詞解釋所述，vGPU不是哪家公司的專有名字，而是業(yè)內(nèi)通用術(shù)語(yǔ)。

21、在去年NVIDIA公司宣布與Citrix公司合作后，最早現(xiàn)身的時(shí)間點(diǎn)是今年5月份在CitrixSynergy2013大會(huì)上，CitrixCEOMarkB.Templeton演示了NVIDIA的vGPU技術(shù)如何和CitrixXenDesktop產(chǎn)品結(jié)合，其流暢的渲染技術(shù)獲得了滿堂喝彩。此后NVIDIACEO黃仁勛也登臺(tái)介紹了NVIDIA的GRID圖形虛擬化處理平臺(tái)以及vGPU技術(shù)。在這次會(huì)議上，雙方宣布思杰與NVIDIA將會(huì)在今年下半年推出業(yè)界首個(gè)為主機(jī)共享應(yīng)用提供直接GPU共享的方案，并配合支持最新的OpenGL標(biāo)準(zhǔn)，此外還為開(kāi)發(fā)提供遠(yuǎn)程性能的新代碼。有興趣的朋友可以看看下面幾個(gè)視頻:http

22、:Citrix營(yíng)銷副總裁-KrishnaSubramanian說(shuō)明CitrixXenServer如何透過(guò)NVIDIAGRIDVGPUI供最棒的服務(wù)。也可以從NVIDIA主頁(yè)上找到相關(guān)信息：回到正題，在本月1日，哈，也就是我們的國(guó)慶節(jié)，Citrix發(fā)布了第一個(gè)技術(shù)預(yù)覽版的vGPU解決方案，也是目前全球第一個(gè)真正實(shí)現(xiàn)該技術(shù)的商業(yè)化產(chǎn)品。大家可以訪問(wèn)下面的網(wǎng)址獲取第一手的信息：CitrixVirtualGPUSolutionTechPreview這次發(fā)布的ReleaseNotes請(qǐng)參見(jiàn)下面的鏈接地址：vGPUTechPreviewReleaseNotes讓我們也來(lái)看看它的原理圖吧:HWGPUVirt

23、ualizationClitntwa上WrtiJVK1WIVIRTUALMACHINEHYPERVISORStCiratDrwY，/必尸/HU-I1，3"/心U南©，vStcfafc印UK士015u里W“二m4J>*JF£P電工看到了嗎？這才是真正的vGPU技術(shù)，虛擬機(jī)通過(guò)NVIDIADriver直接訪問(wèn)切片后的GPU資源，而不是像vSGA技術(shù)那樣，通過(guò)欺騙應(yīng)用程序API的虛擬顯卡驅(qū)動(dòng)程序來(lái)調(diào)用GPU,后者白白消耗掉大量的計(jì)算能力o從圖中我們可以看出，vGPU技術(shù)是需要Hypervisor層面支持的，目前就只有XenServer支持。vSphere?好像還要

24、等不少時(shí)間吧。3競(jìng)爭(zhēng)分析那到底我用那個(gè)技術(shù)好呢？VMware也說(shuō)好，Citrix也說(shuō)好？怎么辦？在2.4章節(jié)介紹CitrixGPU透?jìng)骷夹g(shù)和2.5章節(jié)介紹SharedGPU技術(shù)時(shí)我們者B分另針對(duì)這兩項(xiàng)技術(shù)和VMware的對(duì)應(yīng)方案作了onebyone的對(duì)比。有需要可以往上翻頁(yè)看看細(xì)則。現(xiàn)在我們來(lái)一個(gè)大餐，看一個(gè)放大的圖，把所有的技術(shù)中放在一起，看看各有什么優(yōu)缺點(diǎn)。對(duì)比春散UMnaraCitrix、知JKH依山百亦修fipllSh&<«451mAwtbtavus1T仔E:MZ=:二五十工二；C=居d.tg5.eErqpA3BrV'-Xmuwi<11M再至痔皿i

25、f.斫葉'百若不缶計(jì)Tw1fHr+”中*iH-ra廿ES1等夏芝*d«fadsa衛(wèi)話Uwdflii9過(guò)X3Z.If1I6美Ai*91T+五，MMIPJW*47*M*營(yíng)ttf3«MOBR工通里比的支持命忸學(xué)!)-r工TDirecUtW0OpchGL2.1昱TUJE如事!I一毯DirectX9J0t11QfMQL4.3woemmQrfIi-IQr«9.3：<!wee特上Hri«MlHL山u5SC日Of-4t«Sl4«1rWWCCini?里絲虎“比主機(jī)二事三日*包全王黨展亡國(guó)生蟹5y-i*子主警亞ft.S田7r51事*王日之V

26、T"弧AOlOHj鼻鼻LFIiff%A0laiRLiXPi工冏丁夏臨查掾不干起|L：杏臺(tái)手二五，吐聿tjfe甲2M年*用例內(nèi)布i9'mHA陽(yáng)產(chǎn)宜春.蘆中一羋3f.h米同由HiftlLMJ0憎中RE牙35士TF，ae-至曷*3D虛擬化競(jìng)爭(zhēng)矩陣你如果看不清楚，可以訪問(wèn)我的ShareFile云盤空間直接下載這個(gè)jpg文件:https:/citrix.sharefile.eom/d/s49dcfead9f74e168從上面的具體分析可以看出以下幾點(diǎn)：.Citrix是真正的跨平臺(tái)技術(shù)，無(wú)論是那種3D解決方案，不但支持自己的XenServer,也支持VMware的Hypervisor平臺(tái)

27、；.就目前的技術(shù)來(lái)看，即使沒(méi)有剛發(fā)布的vGPU技術(shù)，Citrix在GPU共享領(lǐng)域的能力都要遠(yuǎn)勝于VMware的技術(shù)；.Citrix的3D虛擬化技術(shù)無(wú)論是在操作系統(tǒng)支持層面還是顯存支持，又或者是在對(duì)渲染技術(shù)的支持版本上，要遠(yuǎn)優(yōu)于VMware的解決方案；.在實(shí)施能力上，Citrix的PVS技術(shù)能幫助用戶批量實(shí)施，而不用像VMware那樣只有預(yù)覽技術(shù)而沒(méi)有實(shí)施能力；.現(xiàn)在有了真正的vGPU技術(shù)，將會(huì)給設(shè)計(jì)行業(yè)的客戶帶來(lái)更多更好的選擇如上所述，目前vGPU技術(shù)還只能在CitrixXenServer平臺(tái)和NVidiaGPU卡上實(shí)現(xiàn)。所以我們首先來(lái)看看要實(shí)現(xiàn)vGPU需要具體什么條件。:、vGPU技術(shù)詳解及

28、配要求如上所述，目前vGPU技術(shù)還只能在CitrixXenServer平臺(tái)和NVidiaGPU卡上實(shí)現(xiàn)。所以我們首先來(lái)看看要實(shí)現(xiàn)vGPU需要具體什么條件。IvGPU勺實(shí)現(xiàn)條件Citrix組件包括如下:CitrixXenServer6.2,下載地址：r-62.htmlHotfixXS62E004-ForXenServer6.2下載地址：必須先安裝這個(gè)補(bǔ)丁，再安裝下面的Hot做XS62ETP001XenServervGPUTechPreview-HofixXS62ETP00仆載地址：安裝手冊(cè)可以參考：HotfixXS62ETP001InstallationProcedure該技術(shù)預(yù)覽版補(bǔ)丁只能用于

29、測(cè)試環(huán)境，嚴(yán)禁用于生產(chǎn)環(huán)境CitrixXenDesktopTechPreview下載地址：請(qǐng)使用你的Citrite帳號(hào)登錄后下載；HDX補(bǔ)丁，下載地址：解決一些使用24-bit光標(biāo)的應(yīng)用程序程序（例如CATIAV6出現(xiàn)光標(biāo)消失的問(wèn)題NVidia組件包括如下：NVidiaVirtualGPUManager：在XenServer補(bǔ)丁安裝完成之后再安裝此軟件文件描述:Release312driver;buildversionR312.53文件名:NVIDIA-vgx-xenserver-6.2-312.53.i386.rpmNVidia設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序：安裝在Windows7虛擬機(jī)上文件描述:312.5

30、6WHQLdriversforWindows32-/64-bitguests文件名:312.56_grid_win7_english.exe,12.56_grid_win7_64bit_english.exeGRIDVGPUFORCITRIXXENSERVERUserGuideDU-06920-001GRIDVGPUFORCITRIXXENSERVERReleaseNotesRN-06927-001上述兩個(gè)文件的下載地址：需要注冊(cè)一個(gè)NVidia的帳號(hào)硬件使用需求：基于NVIDIAKepler架構(gòu)的GRIDK1和K2卡GRIDK1GRIDK2GPU數(shù)量4顆入門級(jí)KeplerGPU2顆高端Kep

31、lerGPUNVIDIACUDA核心總數(shù)量7683072顯存總?cè)萘?6GBDDR38GBGDDR5最大功率130W225W卡長(zhǎng)度10.5英寸10.5英寸卡高度4.4英寸4.4英寸卡寬度雙槽雙槽顯示輸入輸出無(wú)無(wú)Aux電源6針連接器8針連接器PCIex16x16PCIe的代別第三代（兼容第二代）第三代（兼容第二代）散熱解決方案被動(dòng)式被動(dòng)式技術(shù)規(guī)格參數(shù)GRIDK1卡規(guī)格參數(shù)GRIDK2卡規(guī)格參數(shù)具體信息可以參考鏈接：臺(tái)兼容于XenServerv6.2.0vGPUTechPreview的服務(wù)器，支持型號(hào)包括如下:©DdlPrccrsionR55002QuadroK5000©EMIP

32、recisionT7610SQuadroK5000©DellPuwtE®2T6Z04QMd"oK5000，桁HP%”W1QuacimSOOGSiperMicr*SYi-10JMH1GH10K1or?LH1DKJmUCSG2*10M32CRIDKTorZCRIDIGDetPowerEdgeRTO2GR1DK1orZGRIDKI占injmiHPPmlinntwv4601GRIDK1orfGRIDK?HPProLiantU250?GRIDK2干后"IBiDaiaPlexDX360三三ZGRH?K1or2GRIDKZiuperMkro2GRIDK1or：田印ml

33、M僦i；一一4注意事項(xiàng)：請(qǐng)確認(rèn)服務(wù)器已經(jīng)使用了最新的或者是推薦的BIOS版本;注意有些服務(wù)器可能需要額外的組件，或者是更大的電源適配器；操作系統(tǒng)支持:Windows7WindowsServer2008R2SP12vGPUf關(guān)文檔大家可以訪問(wèn)下面的網(wǎng)址以獲取相關(guān)息：CitrixVirtualGPUSolutionTechPreview這次發(fā)布的ReleaseNotes請(qǐng)參見(jiàn)下面的鏈接地址：vGPUTechPreviewReleaseNotes3NVidiaKeplerGRI嚇支才t的vGPlB量和適用場(chǎng)景每塊NVIDIAKepler架構(gòu)的GRIDK1和K2卡并不是可以無(wú)限細(xì)分到任意數(shù)量的vGPU

34、卡,而是有數(shù)量限制。目前每塊K1卡和K2卡所能支持的vGPU數(shù)量最小是4個(gè)vGPU,最大是32個(gè)vGPU。由于vGPU不能像vCPU那樣在不超過(guò)Hypervisor規(guī)定范圍內(nèi)想分多少就分多少，而是每個(gè)VM只能分配一個(gè)vGPU。所以請(qǐng)注意規(guī)劃好你的GPU卡所能虛擬的vGPU數(shù)量；對(duì)于K1卡來(lái)說(shuō)它有四塊GPU,所以你可以針對(duì)每塊GPU而劃分不同數(shù)量的vGPUo例如這塊K1卡的第一第二塊GPU做GPU透?jìng)?，第三塊GPU劃分為4個(gè)vGPU給中度圖形用戶使用，第四塊GPU劃分為8個(gè)vGPU給知識(shí)型用戶使用。下圖是Citrix推薦vGPU數(shù)量所對(duì)應(yīng)使用人群的建議表格：型號(hào)GPU數(shù)量MP虛擄GPU星告wGP

35、UjCMH*客戶營(yíng)每個(gè)pGPU所能生成的vGPU數(shù)量每卜支最摭號(hào)每塊存(VRAM)轉(zhuǎn)中低表皮用程序適用人群GRIDK22GRIDK2EOQHDX3DPto¥M242GBCATIA工作站班別月戶GRIDK24OQHDX3DProVDA4.31GB科附中度V.e'Al£C'T3D使國(guó)匕GRIDK200SlundordVDA8160.25GBOHke2015;WwbCLT則用戶GRIDKI4GRIDKIdOQHOK30FreiVDAdLB1GB2口制四朗帝中度哂.vAEdit3D+T.R古GRIDKIMSt9nd«rdVDA9320.25OBMebGL笈

36、京刖.夜打而卜圖是Citrix推薦的針對(duì)不同人群所對(duì)應(yīng)技術(shù)的推薦:CITRIXGPUPass-through"SPHEREGPUPass-througliCITRIXvGPUGHIDK2匚ITRIXwGPUvSPHEREGRIDKI；K20DvSGA工作站級(jí)別使用者中安匡彩使用者知識(shí)型用戶如我們上面的描述，你仍然可以把K1、K2卡的其中GPU核心做透?jìng)魈幚怼?vGPU配置步驟vGPU組件必須嚴(yán)格按照下列的順序安裝：步驟1:安裝XenServer6.2版本；步驟2：安裝XenServer兩個(gè)補(bǔ)丁：先安裝HofixXS62E004，然后HotfixXS62TPE001步驟3:XenSer

37、ver安裝NVIDIAVirtualGPUManagerforXenServerintotheControlDomain步驟4:創(chuàng)建一個(gè)虛擬機(jī)步驟5:創(chuàng)建一個(gè)vGPU,然后分配給上面的虛擬機(jī)步驟6:重啟虛擬機(jī)，然后安裝NVidia驅(qū)動(dòng)程序步驟7:安裝XenServerTools步驟8:安裝XenDesktopVirtualDeliveryAgent(VDA)客戶端軟件關(guān)于如何通過(guò)命令行分配vGPU的步驟：步驟1:查看XenServer中的物理GPU:xepgpu-list步驟2：查看XenServer中的物理GPU可以分配成vGPU的類型:xepgpu-param-listuuid=物理GPU

38、的UUID(通過(guò)xepgu-list獲得)，比如K1可以支持gpu-passthrough模式和分配8個(gè)k100或140q的vGPU步驟3:如果你是k1/k2的卡可以列出gpugroup的uuid:xegpu-group-list步驟4：查看VM的uuid:xevm-list步驟5:分配GPUxevgpu-creategpu-goup-uuid=k1ork2的uuid（通過(guò)步驟3獲得）vgpu-type-uuid=（通過(guò)步驟2獲得）vm-uuid=（通過(guò)步驟4獲得）注意：GPUPassthrough模式也是通過(guò)命令來(lái)分配，在vgpu-type中有一個(gè)uuid是gnupassthrough5vG

39、PU配置注意事項(xiàng).反復(fù)強(qiáng)調(diào)：嚴(yán)禁用于生產(chǎn)環(huán)境；.XenServer的這個(gè)技術(shù)預(yù)覽版將來(lái)不能升級(jí)到其他任何版本，請(qǐng)謹(jǐn)慎使用三、Citrix3D解決方案一覽除了我們上述介紹過(guò)的幾種3D解決方案，是不是我們就只有這么多種選擇了呢？Citrix之所以做到了桌面虛擬化的老大，和后來(lái)者的差距并不是一點(diǎn)半點(diǎn)。其中最重要的就是FlexCast技術(shù)，下面就是他的一個(gè)概況介紹：今FlexCast£DELIVERYTECHNOLOGY知識(shí)型工作者vip人員/移動(dòng)辦公任務(wù)型匚作者PVS無(wú)盤tttGPUr不地桌面桌面虛擬化VDI里而物理機(jī)共享桌面PersonalVOIPCremoteaccessScalatH

40、eyJUJlXCDJJj畫苒3DworkloadsandXenClieniforLWswrdiichovblaptops那么對(duì)于3D設(shè)計(jì)行業(yè)來(lái)說(shuō)，我們用不上上面所有的技術(shù)。那么那些技術(shù)可以用上呢?我們先來(lái)分析一下看看3D用戶都有哪些？1客戶群體分類第一類：任務(wù)型工作者這類用戶的典型代表就是呼叫中心、營(yíng)業(yè)廳、前臺(tái)的用戶。他們每天的職責(zé)相對(duì)比較固定，不會(huì)有太多個(gè)性化的要求，所以對(duì)電腦要求很低，只要能提供正常的訪問(wèn)和操作即可；第二類：知識(shí)型使用者這部分的用戶典型代表就是OA辦公用戶，例如財(cái)務(wù)、行政、人事等部門。這些用戶有大量個(gè)性化的需求，例如安裝軟件，生成數(shù)據(jù)，編寫報(bào)表等等操作。這一類的用戶還包括部

41、分的研發(fā)用戶，例如編寫代碼，可能他用不上多少3D功能，只是偶爾可能也會(huì)打開(kāi)一些設(shè)計(jì)圖紙，但不會(huì)進(jìn)行修改，只是瀏覽而已；第三類用戶：桌面中度使用者這部分用戶開(kāi)始進(jìn)入到設(shè)計(jì)需求，平時(shí)的工作就是打開(kāi)設(shè)計(jì)軟件，但是這些設(shè)計(jì)軟件主要是以2D渲染為主，例如AutoCAD機(jī)械設(shè)計(jì)等等，尚不需要大量3D渲染的計(jì)算。但是如果沒(méi)有3D處理能力也會(huì)給工作效率帶來(lái)影響，所以第三類用戶是對(duì)GPU有中等要求的使用者；第四類用戶：工作站使用者這部分的用戶每天的工作就是進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)，需要大量3D渲染操作。例如模型設(shè)計(jì)、電路板設(shè)計(jì)、汽車設(shè)計(jì)等，這部分的用戶廣泛分布在各行各業(yè)，例如手機(jī)設(shè)計(jì)、船舶制造、建筑設(shè)計(jì)等國(guó)民經(jīng)濟(jì)的方方面面

42、。這部分用戶你給他多少資源他都可以用盡，一般來(lái)說(shuō)，很多企業(yè)都是給每個(gè)人分配一臺(tái)圖形工作站。所以，這部分的用戶是要求最高的使用者。2不同使用者對(duì)應(yīng)3D處理技術(shù)如果是VMware,那他也只有v呀、s呀、d呀等技術(shù)，但是在CitrixFlexCast模型下，你有了更多的選擇，按照剛才我們對(duì)使用者的分類，每類用戶所對(duì)應(yīng)的3D虛擬化技術(shù)可以這么來(lái)分類：POWTHUSril瓶用戶獨(dú)占國(guó)書工作站acrixProvisioningServiceCitrixHDX3DPro發(fā)布物座機(jī)已出CitrixHDX3DProXenSsrer6.0GPUrough每用口獨(dú)占透版PUXcnApp6.5GPUsharingfo

43、rOpeftGL4,26OirectX11應(yīng)用宙擬ft（會(huì)晶城旗掌GPU1NVidia¥GXCitrixHDX3DXenDesktop7(iwht座期GPU51CTD首先我們來(lái)看一下左邊，左邊從下往上的人群分類分別是：知識(shí)性工作者、中等負(fù)荷用戶，以及設(shè)計(jì)人員，分別對(duì)應(yīng)著在上一節(jié)我們談到的第二類知識(shí)型使用者、第三類桌面中度使用者，以及第四類工作站使用者。為什么在我們上面這張圖上沒(méi)有第一類任務(wù)型使用者的擺放呢？因?yàn)檫@一類用戶幾乎不使用3D技術(shù)，所以我們只覆蓋到了后面三類用戶。上圖我們就從上往下講起。圖形工作站級(jí)別用戶圖形工作站級(jí)別的用戶有一個(gè)共同特點(diǎn)，就是給多少資源都嫌少，所以在非虛擬化

44、環(huán)境下，相當(dāng)一部分的用戶都是獨(dú)占一臺(tái)高端圖形工作站，上面的顯卡甚至到了NVidiaQ4000級(jí)別，一臺(tái)工作站就價(jià)值不菲。出于知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù)和管理的需要，很多現(xiàn)代企業(yè)會(huì)把這部分用戶放在虛擬化步伐的第一步。但是往往也是這些用戶，對(duì)性能體驗(yàn)的要求極高，例如拖尾、色差失真等問(wèn)題即使只是程度非常輕，也會(huì)導(dǎo)致使用者的不滿，所以，如果照搬VDI的方式，即使管理層有推廣虛擬化的決心，往往會(huì)導(dǎo)致使用者的反對(duì)，可能連測(cè)試都無(wú)法通過(guò)。要想一舉兩得，既能夠得到使用者的贊同，又能夠享受到虛擬化帶來(lái)的管理能力上的提高，就要滿足兩個(gè)條件，第一是虛擬化的技術(shù)能夠達(dá)到和原來(lái)物理圖形工作站完全一致的體驗(yàn)，第二就是必須是真實(shí)的虛擬化

45、技術(shù)，數(shù)據(jù)完全不保存在本地存放。幸運(yùn)的是你選擇了Citrix,他的FlexCast模型不但提供了最先進(jìn)的vGPU技術(shù)，也有完全零成本的無(wú)盤工作站方式。1)PVS無(wú)盤工作站PVS無(wú)盤方式將用戶本地硬盤的操作系統(tǒng)、應(yīng)用程序和用戶文件整體打包，制作成鏡像文件保存到后臺(tái)存儲(chǔ)中，拔除本地硬盤。在系統(tǒng)BIOS中改成使用網(wǎng)卡啟動(dòng)，利用PXE功能和后臺(tái)ProvisioningServer取得聯(lián)系，再將鏡像文件通過(guò)Streaming技術(shù)加載到前端的PC中,所有的執(zhí)行都發(fā)生在本地的CPU內(nèi)存，并調(diào)用本地的圖形加速卡設(shè)備。其示意圖如下:這種方案在保證數(shù)據(jù)安全的前提下需要的投資最小，性能和傳統(tǒng)的PC最接近，基本沒(méi)有損

46、耗。但是由于在Streaming過(guò)程中，大量數(shù)據(jù)會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中傳輸，該方案對(duì)網(wǎng)絡(luò)要求較高。同時(shí)如果客戶端硬件配置不標(biāo)準(zhǔn)會(huì)帶來(lái)很大的管理工作量。2)HDX3DPr磔布物理工作站傳統(tǒng)的刀片工作站解決方案往往使用硬件廠商專用的傳輸協(xié)議，這種協(xié)議占用網(wǎng)絡(luò)資源很大，無(wú)法遠(yuǎn)程使用。CitrixXenDesktopFlexCast中的HDX3D方式可以代替使用ICA代替這些專用傳輸協(xié)議，在100Kbps左右的帶寬條件下就可以使三維圖形軟件流暢工作。其示意圖如下：ICA協(xié)議刀片PC每個(gè)為片工談都安裝CitrixHDX3D代理和前一種PVS無(wú)盤方案相比，使用ICA協(xié)議訪問(wèn)遠(yuǎn)程刀片工作站的解決方案可以提供最好的圖形效

47、果，因?yàn)镃itrixXenDesktop的HDX3D代理可以有效利用刀片工作站上的圖形加速卡，遠(yuǎn)程桌面的圖像信息經(jīng)過(guò)圖形加速卡處理后再交由ICA協(xié)議傳輸?shù)娇蛻艚K端。和硬件廠商的專用傳輸協(xié)議相比，對(duì)網(wǎng)絡(luò)資源的占用大大減少，但是性能基本上保持一致。由于每個(gè)用戶都需要占用一臺(tái)刀片工作站，因此成本較高，管理工作量也比較大。3)GPUPass-Through方式GPUPass-through,即GPU透?jìng)髂Ｊ骄褪菍⒅鳈C(jī)的多塊物理GPU按照一比一的比例分配給此主機(jī)上運(yùn)行的虛擬桌面，并且通過(guò)CitrixXenDesktop的HDX3DPro技術(shù)讓此虛擬桌面里面的應(yīng)用程序直接調(diào)用GPU板卡處理能力，實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)

48、算工作站集中管理和維護(hù)。下圖左邊就是第三種模式的工作原理圖，右邊就是Multi-GPUPass-through的工作原理圖。技術(shù)強(qiáng)客即叫GPUCiirflssets4)vGPU萬(wàn)式vGPU方式是最新的技術(shù)，他可以認(rèn)為是第三種GPU透?jìng)骷夹g(shù)的延伸版，既能提供高性能的3D云端能力，又解決了GPU透?jìng)骱桶l(fā)布物理工作站的高成本問(wèn)題，在發(fā)布密度上，一臺(tái)部署了K2顯卡的DellR720服務(wù)器如果將vGPU參數(shù)配置成GRIDK260Q,則這臺(tái)服務(wù)器可以提供4臺(tái)圖形工作站的能力。要知道，K2的處理能力是非常驚人的，它提供了3072個(gè)CUDA核心數(shù)量，顯存總?cè)萘窟_(dá)到了GDDR5的8GB,即使是拆分為4個(gè)虛擬機(jī)，

49、也能為每個(gè)虛擬機(jī)提供768個(gè)CUDA核心數(shù)量和2GN顯存。要知道，一塊NVidiaQ6000的顯卡的CUDA核心數(shù)量也只有448,而這塊卡的市場(chǎng)公開(kāi)報(bào)價(jià)是¥28500,一塊Q4000顯卡的CUDA核心數(shù)量也更小，只有256,顯存是2GB,Q4000顯卡的市場(chǎng)公開(kāi)報(bào)價(jià)是¥4950。而一塊K2顯卡的報(bào)價(jià)也就是在¥25000左右。下表就是K2顯卡的vGUP的發(fā)布模式：型號(hào)GPU數(shù)量(PGP叫虛擬GPU型號(hào)僅GPU)O每個(gè)pGPU所能生成的vGPU數(shù)鼠卡能的虛數(shù)塊所持高機(jī)將上支最抵量每塊vGPU顯存(VRAM)典型代表應(yīng)用程序適用人群GR1DK22GRIDK26OQHDXiDProVDA242GBCAT1A二T勺才上用中度圖形用戶對(duì)應(yīng)的3D虛擬化技術(shù)中度圖形用戶會(huì)使用一些圖形應(yīng)用，但是以查看操作方式居多，或者是操作一些平面的般來(lái)說(shuō)是不需要獨(dú)享模設(shè)計(jì)圖紙，根據(jù)上面圖形的分類，這部分用戶根據(jù)使用場(chǎng)景不同,式的GPU運(yùn)算能力支持。所以將GPU卡的處理能力做復(fù)用化處理就是最經(jīng)濟(jì)的方式了。當(dāng)然，如果用戶覺(jué)得PVS的無(wú)盤方式或者是直接發(fā)布物理機(jī)的方式更適合，也是完全可以使用上面的這幾種方式的。1)SharedGPU方式首先可以將用戶需要使用3D處理技術(shù)的應(yīng)用程序安裝在XenApp服務(wù)器，再直接發(fā)布到用戶的物理機(jī)桌面上，或者是智能設(shè)備上。這里注意的