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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，遠程辦公對于許多人而言成為了不得已的選擇。根據最近Gatrner網絡研討會的數據，91%的人表示已經安排了遠程辦公，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這樣新技術的發展以及3D建模、光線追蹤技術的普及，相關從業人員數量增多的同時，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
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、轉換后呈現出來并可供分割、組合為一個或多個電腦配置環境。
借用小程序來理解虛擬化的概念，智能手機已經非常普及，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，讓不同地區的員工能夠更方便的進行遠程協作。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增長的遠程辦公需求，與當下IT環境之間的可靠性和可用性成為了專業IT人員和企業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也很難滿足數據科學、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中國區高級技術市場經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的體現了。” 施澄秋對雷鋒網表示。
“經過不斷迭代，技術對我們已經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。”
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呈現出激增的趨勢。IDC對全球規模最大的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據中心虛擬工作站。“對于那些已經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，或者傳統的ISV認證，以及企業級的高可信度、可依賴性的高級功能都實現。” 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。這些特性面向創意和技術專業人員，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。也可以為創意和技術專業人員的工作提供更高的生產力、靈活性和移動性。有助于分散在各地的團隊進行協作，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據。”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，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，實時動態調整。” 施澄秋指出，NVIDIA不同層級的GPU也能適應不同企業的需求和形態，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虛擬技術已經獲得了思科、戴爾、聯想、浪潮等眾多廠商的支持。
RTX Studio
NVIDIA RTX Studio可以讓創意和設計用戶在超過200款RTX產品上利用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和深度學習到數據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，數據中心和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已經貢獻了非常多的算力，幫助醫學、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。“如果每一個指令都要從本地端傳到云端，再傳輸到實體客戶端，這就面臨帶寬和網絡時延的挑戰。所以我們要做的是降低延時和減輕用戶的等待時間。”施澄秋表示。
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或者企業的戰略如何去部署。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據安全性的問題。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已經有基于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，讓其實現虛擬化。現在，NVIDIA已經決定將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。雷鋒網雷鋒網
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