虚拟化下的显卡

Posted 2021-05-02 微云microcloud

5G时代的到来让PC/图形工作站有了更大的突破。不受带宽和网络的限制，图形计算以及重载应用的“云”需求将爆发式增长，图形云将成为未来的趋势。

• 图形处理引擎——显卡

所有电脑都有一个重要的硬件——显卡（GPU）。GPU是图形处理的核心部件，对图形处理起到加速作用。

显卡采用立方环境的材质贴图、硬体T&L、顶点混合、凹凸的映射贴图和纹理压缩、双重纹理四像素256 位的渲染引擎等重要技术，在具备大量重复数据集运算和频繁内存访问等特点的应用场景中具有无可比拟的优势。

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• 软件显卡加速，图形处理能力有折扣

在虚拟化环境下，虚拟机中的显卡一般是由软件实现：通过CPU实现普通电脑的硬件显卡的加速功能，我们可以理解为CPU为虚拟机提供了一个“软件显卡”。

对比硬件显卡，利用“软件显卡”加速，虚拟机处理图形的能力大打折扣。更糟糕的是，硬件显卡为图形加速提供了很多辅助功能，有标准的接口，如微软的DirectX 、开源的OpenGL等，很多图形处理软件可以直接利用这些接口来调用硬件加速。

而软件显卡却不能完整实现这些功能，导致大多数专业软件、3D图形处理软件无法运行。原因是大多数软件显卡只能实现DirectX 9c的版本，而专业3D设计软件往往需要DirectX 10以上的版本才能使用。

• 传统桌面云搭配虚拟显卡，效果不如预期
  

为了使虚拟机有硬件的显卡加速，显卡厂商推出了虚拟化显卡，如英伟达的P4，P40，P60等等。虽然有动态分配的好处，但是每个虚拟化的显卡，其性能比相同价位的显卡相差甚远。以P4为例，市场价格约1.5万人民币，虚拟8个显卡后，每个显卡不到1G的显存，平均仅1千多元，性能远低于同价位的显卡。另外，传统桌面云搭配虚拟显卡还存在一些兼容性问题，例如CUDA等一些图形处理软件在使用专业显卡各种加速功能时会出现不可用的情况。除此之外，英伟达的虚拟化显卡还要付高额的软件授权费用。

• 基于VOS，虚拟显卡加速性能极致发挥

为了使虚拟机用上硬件显卡的加速功能，微云自主研发了虚拟化的操作系统VOS，全面支持目前主流的各种硬件显卡，包括Intel的核显，英伟达和AMD的专业显卡和游戏显卡，也包括虚拟化显卡，用户可以灵活选择。

      

dGPU独立显卡加速

VOS支持VDI-G、PCV-G两种方式，将传统独立显卡用于虚拟机加速

vGPU/MxGPU虚拟化显卡加速

VOS全面支持目前的虚拟化显卡，运行在VDI-G

 

iGPU核显加速

VOS全面支持intel的GVT技术，利用GVT，VOS支持VDI-G和PCV-G两种方式

• 传统PC云化获得工作站性能

VOS还有一个区别于一般虚拟化平台的优势是可以将普通电脑或图形工作站云化，将虚拟机直接运行在传统电脑或图形工作站上，降低服务器的要求，同时享受虚拟化带来的全部好处。

<< 照片级逼真渲染 >>

PC云化改造并不是用传统的VOI的方式，普通的VOI运行方式并没有将硬件虚拟化，例如，VOI方式不能运行基于ARM指令的系统，对于最新的硬件，甚至不能运行Windows XP。对于U盘的管理也只能依靠第三方的管理软件去管控，因为VOI离开了虚拟化，虚拟化平台对U盘已经失去控制权。在VOS下，完全没有这些顾虑。

VOS真正实现了从云到端全面虚拟化，同一虚拟机既可以在服务器端运行，也可以在有计算能力的终端上运行，不管在哪运行，其策略是一致的，更重要的是，无论在哪运行，都可以有硬件显卡的加速，用户体验跟原来的电脑几乎没有差别。

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