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| 本文作者： 包永剛 | 2020-04-26 15:04 |
2019新冠病毒讓全球民眾都遭遇著前所未有的挑戰(zhàn)，遠程辦公對于許多人而言成為了不得已的選擇。根據(jù)最近Gatrner網(wǎng)絡研討會的數(shù)據(jù)，91%的人表示已經(jīng)安排了遠程辦公，其中54%的用戶反映，不良的技術或IT基礎架構成了他們遠程辦公最大的障礙。
這背后很重要的原因在于，隨著像AI這樣新技術的發(fā)展以及3D建模、光線追蹤技術的普及，相關從業(yè)人員數(shù)量增多的同時，也對設備的計算性能要求越來越高。但用于遠程辦公的虛擬機，大部分都只有虛擬CPU，沒有虛擬GPU，這就讓更多人開始意識到GPU虛擬化已經(jīng)成為剛需。
作為主要的GPU提供商，英偉達努力加速GPU虛擬化的普及。
GPU虛擬化的剛需開始顯現(xiàn)
虛擬化并不是一個新技術，指的是將計算機的各種實體資源，予以抽象、轉換后呈現(xiàn)出來并可供分割、組合為一個或多個電腦配置環(huán)境。
借用小程序來理解虛擬化的概念，智能手機已經(jīng)非常普及，但配置千差萬別，對于內存和容量比較低的智能手機，許多應用可能無法使用，微信推出的小程序，將應用程序放到云端，只需要借助網(wǎng)絡連接，通過手機上的小程序界面，就可以使用沒有安裝在手機上的應用程序。
與此類似，一些公司和組織也通過虛擬機將應用程序或者和桌面虛擬化，讓不同地區(qū)的員工能夠更方便的進行遠程協(xié)作。但在新冠肺炎的疫情下，超過90%的員工都進行遠程辦公帶來的幾何倍數(shù)增長的遠程辦公需求，與當下IT環(huán)境之間的可靠性和可用性成為了專業(yè)IT人員和企業(yè)CIO們最頭痛的問題。
這時候，如果是使用公有云服務的公司，購買和配置更多的公有云資源能夠盡量緩解這個矛盾，這也是全球不少公云服務提供商都進行擴容的動力。但沒有使用公有云的公司，問題就很棘手，即便此前已經(jīng)用虛擬機提供虛擬桌面的公司，虛擬機中只有CPU也很難滿足數(shù)據(jù)科學、AI超算、HTML5視頻或動畫加速、3D建模等需求，還需要在虛擬機中增加GPU。
NVIDIA中國區(qū)高級技術市場經(jīng)理施澄秋在近日的一場活動中就提出建議，用戶在使用虛擬機技術的時候、不僅要有虛擬化的CPU，更重要的是要有一個虛擬化的NVIDIA的GPU。
“之前的虛擬機之所以沒有虛擬化GPU，與個人電腦用戶接受高性能獨立GPU的過程類似。以前大家對虛擬機的認識可能就是通過虛擬機有個虛擬桌面，可以運行公司的各種應用。那時候虛擬化CPU就可以，但運行起今天許多的前沿應用，就慢如蝸牛，GPU虛擬化的價值就理所應當?shù)捏w現(xiàn)了。” 施澄秋對雷鋒網(wǎng)表示。
“經(jīng)過不斷迭代，技術對我們已經(jīng)不是一個很尖銳或者重要的壁壘。對用戶而言，虛擬化帶來成本的降低。而虛擬化GPU普及的主要障礙還是在于用戶對應用的需求、用戶的使用觀念和習慣?！?/strong>
不同的GPU虛擬化技術能做什么？
GPU虛擬化的剛需因為遠程辦公已經(jīng)呈現(xiàn)出激增的趨勢。IDC對全球規(guī)模最大的2000家公司的調查顯示，60%的公司表示會去適應虛擬機和物理機工作之間無縫切換的工作模式，65%的公司會在未來給員工提供遠程辦公的選項。
無論是虛擬機硬件的提供商還是軟件的提供商，都需要面向不同的需求和場景提供體驗與物理GPU沒有差別的產(chǎn)品。施澄秋說：“NVIDIA有三種不面向不同群體的虛擬化技術，可以幫助用戶完成他們不同的工作負載，并且可以毫無妥協(xié)的把高性能的體驗推送到每一個工作流或者工作負載中，體驗與實體工作站和超算平臺沒有本質的差別。”
Quadro vDWS
NVIDIA的第一種虛擬化技術是數(shù)據(jù)中心虛擬工作站?！皩τ谀切┮呀?jīng)有高性能工作站的用戶而言，通過Quadro vDWS，可以幫用戶把NVIDIA Quadro重要的特性，最高的性能，或者傳統(tǒng)的ISV認證，以及企業(yè)級的高可信度、可依賴性的高級功能都實現(xiàn)?！?施澄秋介紹。
Quadro vDWS有一些此前虛擬化技術做不到特性。第一個就是反向虛擬化GPU，以前的虛擬化技術只能把一個GPU虛擬成多個GPU給用戶使用，Quadro vDWS可以把多個物理GPU虛擬成一個更強大的GPU給一個特定用戶使用。也就是既可以分散GPU負載，也可以堆疊GPU。
另一個就是對10比特色彩精度的支持，要支持這個特性以前需要一個專業(yè)的Quadro圖形工作站配合顯示設備，虛擬化圖形工作站做不到這一點。
除此之外，最新的Quadro vDWS還能提供端到端的加密程序以及更大的GPU帶寬支持。這些特性面向創(chuàng)意和技術專業(yè)人員，需要滿足的應用、模型和需求不同。
“今天NVIDIA的Quadro RTX技術加上虛擬化軟件，可以為專業(yè)圖形應用程序提供了工作站級性能，支持用戶遠程辦公。也可以為創(chuàng)意和技術專業(yè)人員的工作提供更高的生產(chǎn)力、靈活性和移動性。有助于分散在各地的團隊進行協(xié)作，并可以從任何地方通過任意設備實時安全地訪問應用程序和數(shù)據(jù)。”施澄秋表示。
比如，通過支持兩個8K顯示器，建筑師、工程師和設計師可以直接查看設計細節(jié)，無需放大或縮小圖像。
Quadro vDWS可以混合多種模型和工作模式，靈活滿足多樣需求，對用戶有利，但會給IT管理人員提出更高要求。為此，NVIDIA為IT和管理人員提供可管理性、可擴展性、可堆疊性都很好的管理工具。
“IT人員可以根據(jù)前臺云端用戶使用軟件和使用模式及使用習慣的需求，實時動態(tài)調整?！?施澄秋指出，NVIDIA不同層級的GPU也能適應不同企業(yè)的需求和形態(tài)，滿足性能、功耗、噪音、體積的需求。
“在易用的管理工具的幫助下，IT管理人員可以幫助企業(yè)最大化的使用服務器的資源、最大化的使用IT架構下所有可調配的資源。”
NVIDIA Quadro虛擬技術已經(jīng)獲得了思科、戴爾、聯(lián)想、浪潮等眾多廠商的支持。
RTX Studio
NVIDIA RTX Studio可以讓創(chuàng)意和設計用戶在超過200款RTX產(chǎn)品上利用GPU加速渲染，其中又有45款可以利用RTX技術、最新一代NVIDIA技術里的各式各樣的核心，幫助他們做應用程序的加速，包括AI應用程序和實時光線追蹤。
據(jù)悉，近期又有多個應用程序獲得了RTX的加速，包括D5渲染器、UNREAL ENGINE 4.25、Substance、CORELDRAW GRAPHICS SUITE等。
RTX Studio在移動端最大可以支持24G的GPU本地緩存，在臺式機可以支持96G工作站Quadro的顯存支持。后端的IT管理人員可以通過專門的管理工具，幫助前端的用戶實現(xiàn)更好的電腦設置，釋放出NVIDIA GPU全系列的性能。
RTX SERVER
Quadro vDWS和NVIDIA RTX Studio之外，英偉達還有NVIDIA RTX SERVER虛擬化技術。這個技術是在多個NVIDIA Quadro RTX GPU的基礎上，堆疊大量GPU，借助GPU共享，單個GPU可以為多個虛擬機提供動力，最大程度地提高利用率和負載能力，滿足從AI和深度學習到數(shù)據(jù)科學和高性能計算的需求。
借助NVIDIA Virtual Compute Server (vComputeServer)，用戶可以獲得運行這些工作負載所需的GPU加速性能。另外，通過支持所有主流管理程序虛擬化平臺，包括VMware，紅帽，Nutanix和思杰，vComputeServer讓管理員簡化管理和遷移，數(shù)據(jù)中心和GPU集群可使用相同工具，幫助降低總體運營成本。
施澄秋介紹，NVIDIA已經(jīng)貢獻了非常多的算力，幫助醫(yī)學、藥學科學家研究新型冠狀病毒的分裂、復制和傳播病毒。還有一個例子，用手機或數(shù)碼相機拍一個720度的實景照片后，可以利用NVIDIA的GPU運行深度網(wǎng)絡算法，減少或者增加中間的一些沒有用的、或者是需要但又缺損的像素。
“從底層的服務器，到一系列軟件和中間件，還有AI SDK以及上層的虛擬化軟件，表明NVIDIA GPU可以讓任何工作模式和工作需求在當前的遠程工作的情況下，滿足用戶不同的或重或輕的性能要求，更重要的是還能幫忙他們節(jié)約渲染、AI、仿真等的投資?！?施澄秋表示。
5G帶來低時延，GPU虛擬化何時普及？
不過，虛擬化技術的普及仍然面臨帶寬和時延的挑戰(zhàn)。“如果每一個指令都要從本地端傳到云端，再傳輸?shù)綄嶓w客戶端，這就面臨帶寬和網(wǎng)絡時延的挑戰(zhàn)。所以我們要做的是降低延時和減輕用戶的等待時間?！笔┏吻锉硎?。
針對上述問題，NVIDIA提出的全新解決方案，在Quadro RTX以及硬件上做了全新一代的升級，最大可以支持實時8K的RED格式的加密和解密。
而國內正在迅速普及的5G技術，正好可以帶來高帶寬和低時延，讓虛擬機以及虛擬GPU的交互性能更好。但對于隨著5G技術的發(fā)展，虛擬機的使用是否會成為日常工作一部分的問題。
施澄秋的觀點是：“這個取決于IT或者企業(yè)的戰(zhàn)略如何去部署。國內的公司還是更喜歡看得見摸得著的東西，另外還會涉及敏感數(shù)據(jù)安全性的問題。但我認為，隨著5G的普及，虛擬化技術一定會比以往更為興盛。”
至于GPU虛擬化的難度，施澄秋表示如果企業(yè)已經(jīng)有基于NVIDIA GPU的平臺，只要購買NVIDIA的“通行證”就可以，并不需要做大規(guī)模的硬件改動。
這里所說的通行證，可以理解為NVIDIA GPU的驅動，讓其實現(xiàn)虛擬化。現(xiàn)在，NVIDIA已經(jīng)決定將90天免費的虛擬GPU軟件評估許可證從128個擴展到500個。
這將在一定程度上加速GPU虛擬化的普及。雷鋒網(wǎng)雷鋒網(wǎng)
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