虛擬化技術(shù)在最近幾年一直是非常熱門的技術(shù)，伴隨著云計算的出現(xiàn)越來越多的公司和IT應(yīng)用開始轉(zhuǎn)向云端，而虛擬化則是他們?nèi)腴T的最佳方式(僅限于CPU虛擬化的層面)。同時，虛擬化的應(yīng)用已經(jīng)凸顯出在提升系統(tǒng)利用率和節(jié)能方面的好處，未來行業(yè)發(fā)展的趨勢則是向著更高層次的發(fā)展——如何實現(xiàn)更多設(shè)備的虛擬化及如何幫助用戶獲得更好的顯示效果。NVIDIA在之前推出過一款名為GRID的技術(shù)，其用意就是實現(xiàn)GPU范疇的虛擬化應(yīng)用。近日，我們有幸采訪到了NVIDIA專業(yè)解決方案部門高級產(chǎn)品經(jīng)理Justin Boitano(賈斯丁 伯伊塔諾)，請他談?wù)凬VIDIA對于GIRD產(chǎn)品的布局與發(fā)展。
GIRD，一種全新的GPU虛擬化模式
正如我們剛剛提到的，虛擬化大家一定不會覺得陌生，而且包括VMware、思杰、微軟等許多公司都提供了虛擬化的解決方案，我們在日常的服務(wù)器相關(guān)報道中也提到過很多案例。以著名虛擬化解決方案提供商VMWare為例，服務(wù)器虛擬化就是添加一個虛擬機(jī)管理程序，然后讓同一臺硬件能夠安全地運(yùn)行更多負(fù)載，同時VMWare還在發(fā)展桌面虛擬化技術(shù)，也就是用戶不必在自己的辦公桌前運(yùn)行應(yīng)用程序，而是通過虛擬桌面在一個虛擬環(huán)境中運(yùn)行應(yīng)用程序。不過，這種環(huán)境一直以來所面臨一項挑戰(zhàn)就是，只有CPU實現(xiàn)了虛擬化。事實上就在NVIDIA推出GRID之前，圖形處理器都無法實現(xiàn)虛擬化。因此，在數(shù)據(jù)中心外部運(yùn)行的所有應(yīng)用程序基本上都需要依托于該CPU。
NVIDIA專業(yè)解決方案部門高級產(chǎn)品經(jīng)理Justin Boitano
在談到虛擬化的問題時，Justin Boitano表示——在過去的20年中，專業(yè)應(yīng)用程序開發(fā)商一直在重新編寫他們自己的應(yīng)用程序。他們知道也預(yù)計到圖形處理器將成為桌面系統(tǒng)中不可缺少的一部分。因而，它們開始發(fā)布面向桌面系統(tǒng)的應(yīng)用程序，而所有的筆記本電腦、智能手機(jī)和平板電腦都將有自己的圖形處理器。這意味著，如果將應(yīng)用程序從桌面系統(tǒng)移至數(shù)據(jù)中心，那么將不再會產(chǎn)生延時，而延時會導(dǎo)致交互速度非常慢。或者更糟的是，開發(fā)商為了保證交互性而在編寫應(yīng)用程序時不得不小心翼翼，從而導(dǎo)致一些特性不受支持。而我們推出NVIDIA GRID的宗旨基本上就是對桌面系統(tǒng)的圖形技術(shù)進(jìn)行虛擬化，進(jìn)而實現(xiàn)100%的應(yīng)用程序兼容性。桌面系統(tǒng)與數(shù)據(jù)中心之間保持100%的應(yīng)用程序兼容性。
事實上，許多公司在過去進(jìn)行桌面虛擬化時都曾遇到各種重大問題。技術(shù)工程設(shè)計應(yīng)用程序都無法實現(xiàn)虛擬化。產(chǎn)品生命周期管理工具，類似于制造業(yè)中用于放置所有3D模型的存儲庫，也都無法實現(xiàn)虛擬化。許多創(chuàng)意設(shè)計應(yīng)用程序，例如Adobe Photoshop，在沒有圖形處理器的情況下進(jìn)行虛擬化都會發(fā)生錯誤。事實上，全球共有大約6-7任務(wù)工作者無法接觸視覺效果更好的應(yīng)用程序，包括Windows平臺中的各種應(yīng)用程序。
NVIDIA GRID計算架構(gòu)模型
正是看到了如此巨大的市場商機(jī)，NVIDIA才結(jié)合自身的特點推出了GRID解決方案。Justin Boitano進(jìn)一步補(bǔ)充說——我們所追求的就是在虛擬化環(huán)境中利用圖形處理器的視覺處理能力來運(yùn)行所有這些應(yīng)用程序。對于VMware和Citrix等公司來說，這有助于極大地拓寬虛擬化市場。我們所專注的許多初始市場都是一些要求最苛刻的用戶，他們在過去都會毫不猶豫地拒絕VDI，包括3D設(shè)計工程師和為設(shè)計師提供支持的人員。每一位設(shè)計師下面可能有10個人需要訪問3D模型，他們的工作涉及制造組裝、銷售訂貨、采購和物流等，因此會通過PLM系統(tǒng)來訪問這些模型。而我們實際上非常重視這些市場，這是虛擬化方案的一個很大的增量市場。
如今，對于許多初級應(yīng)用來說，在采購電腦的時候側(cè)重于降低成本，因而使用GPU的情況不多。但是對于高端設(shè)計市場來說，Quadro或者是GeForce的需求則非常旺盛。特別是從整體的工作站市場來考慮，設(shè)計師們更多會選擇Quadro來達(dá)到自己期望的效果，而在這過程中NVIDIA為用戶提供了很好的幫助。
與VMware和Citrix緊密合作，豐富軟件生態(tài)系統(tǒng)
NVIDIA目前正在與VMware和Citrix緊密合作，在他們的解決方案中提供對于GPU虛擬化的支持。據(jù)Justin Boitano介紹，VMWare就在兩周前發(fā)布了vDGA虛擬直接圖形加速。這項技術(shù)使每個用戶的虛擬機(jī)都可以獲得一個專用GPU，就像是在辦公桌前使用專用GPU和專用內(nèi)存。不過由于受到驅(qū)動程序工作方式的限制，vSGA在目前只能獲得DirectX 9支持。
作為NVIDIA的合作伙伴，Citrix已經(jīng)能夠支持GPU虛擬化，通過結(jié)合其虛擬機(jī)管理程序和遠(yuǎn)程客戶端，用戶可以對GPU進(jìn)行虛擬化并添加每個支持的用戶數(shù)量，在更多用戶之間共享GPU，同時確保NVIDIA驅(qū)動程序位于虛擬機(jī)中。Kepler GPU所提供的MMU技術(shù)可允許在虛擬機(jī)之間，即在圖形驅(qū)動程序、虛擬機(jī)和硬件之間建立一個直接的連接。所以，虛擬機(jī)管理程序不會轉(zhuǎn)換圖形命令，而是會建立連接，同時避免影響圖形性能。這樣一來，NVIDIA GRID便可讓技能得到有效推廣。
與此同時，NVIDA已經(jīng)推出了不同版本的GRID卡，我包括K1和K2兩個型號。GRID K1配備了4個Kepler GPU，這是入門級工作站版GPU。這基本上意味著，每個顯卡可以支持非常高的用戶密度。而K2能容納兩個高端GPU，目前NVIDIA所提供的GK104核心相當(dāng)于一塊Quadra K5000顯卡。
Justin Boitano同時談到，目前NVIDIA GRID技術(shù)的合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)不斷發(fā)展壯大，NVIDIA也將更加專注于推進(jìn)更多OEM廠商的認(rèn)證和支持，目前在Quadro顯卡中支持的ISV也都會陸續(xù)加入到對于GRID的支持中來。結(jié)合與虛擬化公司的緊密合作，未來NVIDIA能夠為所有客戶提供具備豐富和交互式體驗的虛擬化解決方案。
后記：如今在服務(wù)器領(lǐng)域，已經(jīng)有越來越多的程序支持并行的GPU計算，這也是GRID技術(shù)推出的良好背景和廣闊潛在市場。原有的CPU虛擬化已經(jīng)不能夠滿足用戶的需求，特別是對于那些對于顯示效果要求比較高的行業(yè)來說，GRID的出現(xiàn)無疑提供了一種更好的解決方案。NVIDIA GPU已經(jīng)不僅能夠承擔(dān)起科學(xué)計算的重任，GRID虛擬化的出現(xiàn)更是將這些計算需求更加細(xì)化，在GPU虛擬化的市場中NVIDIA無疑又是走在了行業(yè)的前端。憑借著與諸多大牌虛擬化廠商的合作，NVIDIA已經(jīng)能夠為用戶提供成熟的解決方案，這也標(biāo)志著NVIDIA走進(jìn)了計算應(yīng)用新的藍(lán)海。
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