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| 本文作者： 包永刚 | 2020-04-26 15:04 |
2019新冠病毒让全球民众都遭遇着前所未有的挑战，远程办公对于许多人而言成为了不得已的选择。根据最近Gatrner网络研讨会的数据，91%的人表示已经安排了远程办公，其中54%的用户反映，不良的技术或IT基础架构成了他们远程办公最大的障碍。
这背后很重要的原因在于，随着像AI这样新技术的发展以及3D建模、光线追踪技术的普及，相关从业人员数量增多的同时，也对设备的计算性能要求越来越高。但用于远程办公的虚拟机，大部分都只有虚拟CPU，没有虚拟GPU，这就让更多人开始意识到GPU虚拟化已经成为刚需。
作为主要的GPU提供商，英伟达努力加速GPU虚拟化的普及。
GPU虚拟化的刚需开始显现
虚拟化并不是一个新技术，指的是将计算机的各种实体资源，予以抽象、转换后呈现出来并可供分割、组合为一个或多个电脑配置环境。
借用小程序来理解虚拟化的概念，智能手机已经非常普及，但配置千差万别，对于内存和容量比较低的智能手机，许多应用可能无法使用，微信推出的小程序，将应用程序放到云端，只需要借助网络连接，通过手机上的小程序界面，就可以使用没有安装在手机上的应用程序。
与此类似，一些公司和组织也通过虚拟机将应用程序或者和桌面虚拟化，让不同地区的员工能够更方便的进行远程协作。但在新冠肺炎的疫情下，超过90%的员工都进行远程办公带来的几何倍数增长的远程办公需求，与当下IT环境之间的可靠性和可用性成为了专业IT人员和企业CIO们最头痛的问题。
这时候，如果是使用公有云服务的公司，购买和配置更多的公有云资源能够尽量缓解这个矛盾，这也是全球不少公云服务提供商都进行扩容的动力。但没有使用公有云的公司，问题就很棘手，即便此前已经用虚拟机提供虚拟桌面的公司，虚拟机中只有CPU也很难满足数据科学、AI超算、HTML5视频或动画加速、3D建模等需求，还需要在虚拟机中增加GPU。
NVIDIA中国区高级技术市场经理施澄秋在近日的一场活动中就提出建议，用户在使用虚拟机技术的时候、不仅要有虚拟化的CPU，更重要的是要有一个虚拟化的NVIDIA的GPU。
“之前的虚拟机之所以没有虚拟化GPU，与个人电脑用户接受高性能独立GPU的过程类似。以前大家对虚拟机的认识可能就是通过虚拟机有个虚拟桌面，可以运行公司的各种应用。那时候虚拟化CPU就可以，但运行起今天许多的前沿应用，就慢如蜗牛，GPU虚拟化的价值就理所应当的体现了。” 施澄秋对雷锋网表示。
“经过不断迭代，技术对我们已经不是一个很尖锐或者重要的壁垒。对用户而言，虚拟化带来成本的降低。而虚拟化GPU普及的主要障碍还是在于用户对应用的需求、用户的使用观念和习惯。”
不同的GPU虚拟化技术能做什么？
GPU虚拟化的刚需因为远程办公已经呈现出激增的趋势。IDC对全球规模最大的2000家公司的调查显示，60%的公司表示会去适应虚拟机和物理机工作之间无缝切换的工作模式，65%的公司会在未来给员工提供远程办公的选项。
无论是虚拟机硬件的提供商还是软件的提供商，都需要面向不同的需求和场景提供体验与物理GPU没有差别的产品。施澄秋说：“NVIDIA有三种不面向不同群体的虚拟化技术，可以帮助用户完成他们不同的工作负载，并且可以毫无妥协的把高性能的体验推送到每一个工作流或者工作负载中，体验与实体工作站和超算平台没有本质的差别。”
Quadro vDWS
NVIDIA的第一种虚拟化技术是数据中心虚拟工作站。“对于那些已经有高性能工作站的用户而言，通过Quadro vDWS，可以帮用户把NVIDIA Quadro重要的特性，最高的性能，或者传统的ISV认证，以及企业级的高可信度、可依赖性的高级功能都实现。” 施澄秋介绍。
Quadro vDWS有一些此前虚拟化技术做不到特性。第一个就是反向虚拟化GPU，以前的虚拟化技术只能把一个GPU虚拟成多个GPU给用户使用，Quadro vDWS可以把多个物理GPU虚拟成一个更强大的GPU给一个特定用户使用。也就是既可以分散GPU负载，也可以堆叠GPU。
另一个就是对10比特色彩精度的支持，要支持这个特性以前需要一个专业的Quadro图形工作站配合显示设备，虚拟化图形工作站做不到这一点。
除此之外，最新的Quadro vDWS还能提供端到端的加密程序以及更大的GPU带宽支持。这些特性面向创意和技术专业人员，需要满足的应用、模型和需求不同。
“今天NVIDIA的Quadro RTX技术加上虚拟化软件，可以为专业图形应用程序提供了工作站级性能，支持用户远程办公。也可以为创意和技术专业人员的工作提供更高的生产力、灵活性和移动性。有助于分散在各地的团队进行协作，并可以从任何地方通过任意设备实时安全地访问应用程序和数据。”施澄秋表示。
比如，通过支持两个8K显示器，建筑师、工程师和设计师可以直接查看设计细节，无需放大或缩小图像。
Quadro vDWS可以混合多种模型和工作模式，灵活满足多样需求，对用户有利，但会给IT管理人员提出更高要求。为此，NVIDIA为IT和管理人员提供可管理性、可扩展性、可堆叠性都很好的管理工具。
“IT人员可以根据前台云端用户使用软件和使用模式及使用习惯的需求，实时动态调整。” 施澄秋指出，NVIDIA不同层级的GPU也能适应不同企业的需求和形态，满足性能、功耗、噪音、体积的需求。
“在易用的管理工具的帮助下，IT管理人员可以帮助企业最大化的使用服务器的资源、最大化的使用IT架构下所有可调配的资源。”
NVIDIA Quadro虚拟技术已经获得了思科、戴尔、联想、浪潮等众多厂商的支持。
RTX Studio
NVIDIA RTX Studio可以让创意和设计用户在超过200款RTX产品上利用GPU加速渲染，其中又有45款可以利用RTX技术、最新一代NVIDIA技术里的各式各样的核心，帮助他们做应用程序的加速，包括AI应用程序和实时光线追踪。
据悉，近期又有多个应用程序获得了RTX的加速，包括D5渲染器、UNREAL ENGINE 4.25、Substance、CORELDRAW GRAPHICS SUITE等。
RTX Studio在移动端最大可以支持24G的GPU本地缓存，在台式机可以支持96G工作站Quadro的显存支持。后端的IT管理人员可以通过专门的管理工具，帮助前端的用户实现更好的电脑设置，释放出NVIDIA GPU全系列的性能。
RTX SERVER
Quadro vDWS和NVIDIA RTX Studio之外，英伟达还有NVIDIA RTX SERVER虚拟化技术。这个技术是在多个NVIDIA Quadro RTX GPU的基础上，堆叠大量GPU，借助GPU共享，单个GPU可以为多个虚拟机提供动力，最大程度地提高利用率和负载能力，满足从AI和深度学习到数据科学和高性能计算的需求。
借助NVIDIA Virtual Compute Server (vComputeServer)，用户可以获得运行这些工作负载所需的GPU加速性能。另外，通过支持所有主流管理程序虚拟化平台，包括VMware，红帽，Nutanix和思杰，vComputeServer让管理员简化管理和迁移，数据中心和GPU集群可使用相同工具，帮助降低总体运营成本。
施澄秋介绍，NVIDIA已经贡献了非常多的算力，帮助医学、药学科学家研究新型冠状病毒的分裂、复制和传播病毒。还有一个例子，用手机或数码相机拍一个720度的实景照片后，可以利用NVIDIA的GPU运行深度网络算法，减少或者增加中间的一些没有用的、或者是需要但又缺损的像素。
“从底层的服务器，到一系列软件和中间件，还有AI SDK以及上层的虚拟化软件，表明NVIDIA GPU可以让任何工作模式和工作需求在当前的远程工作的情况下，满足用户不同的或重或轻的性能要求，更重要的是还能帮忙他们节约渲染、AI、仿真等的投资。” 施澄秋表示。
5G带来低时延，GPU虚拟化何时普及？
不过，虚拟化技术的普及仍然面临带宽和时延的挑战。“如果每一个指令都要从本地端传到云端，再传输到实体客户端，这就面临带宽和网络时延的挑战。所以我们要做的是降低延时和减轻用户的等待时间。”施澄秋表示。
针对上述问题，NVIDIA提出的全新解决方案，在Quadro RTX以及硬件上做了全新一代的升级，最大可以支持实时8K的RED格式的加密和解密。
而国内正在迅速普及的5G技术，正好可以带来高带宽和低时延，让虚拟机以及虚拟GPU的交互性能更好。但对于随着5G技术的发展，虚拟机的使用是否会成为日常工作一部分的问题。
施澄秋的观点是：“这个取决于IT或者企业的战略如何去部署。国内的公司还是更喜欢看得见摸得着的东西，另外还会涉及敏感数据安全性的问题。但我认为，随着5G的普及，虚拟化技术一定会比以往更为兴盛。”
至于GPU虚拟化的难度，施澄秋表示如果企业已经有基于NVIDIA GPU的平台，只要购买NVIDIA的“通行证”就可以，并不需要做大规模的硬件改动。
这里所说的通行证，可以理解为NVIDIA GPU的驱动，让其实现虚拟化。现在，NVIDIA已经决定将90天免费的虚拟GPU软件评估许可证从128个扩展到500个。
这将在一定程度上加速GPU虚拟化的普及。雷锋网雷锋网
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