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GPU服务器5种GPU虚拟化技术的详细资料讲解

GPU或GPU在手机、电脑和笔记本电脑中发挥着不可替代的作用。本文简要介绍了五种GPU服务器虚拟化技术。如果您感兴趣,请继续阅读。

GPU服务器虚拟化技术--设备模拟

设备仿真是对虚拟机中GPU设备的软件仿真,其优点是可以在虚拟机中调用GPU命令,并完全记录GPU设备的状态,确保所有虚拟化技术特征都符合资源重用,并支持四种标准虚拟化特征。QEMU通过软件模拟现有VGA设备,但性能较低,仅支持基本功能。由于设备的软件模拟方法很少使用硬件加速,因此不再具有满足图形和图像处理以及高性能虚拟机要求的性能。如前所述,现代GPU体系结构非常复杂,而且没有文档,因此很难实现物理GPU的软件模拟。设备模拟方法只能模拟少量的API,并且可以确保为虚拟机提供少量的功能。由于设备模拟方法在性能和支持的GPU特性方面与实际GPU有很大不同,因此设备模拟技术不再适用于虚拟化技术。

GPU服务器虚拟化技术--API传递

API传递是实现打包图形API的库。当虚拟机调用关联的API时,这些库使用远程进程调用方法发送这些图形API,然后调用主机图形驱动程序提供的API支持来完成调用。客户端是高级API的包通过实施池库,CUDvCUDA、您可以支持高级API,例如使用vGRIS和API交付的其他虚拟化解决方案。这种方法的优点是易于实现,可以在一定程度上使用GPU硬件实现,并调用与GPU相关的命令和API,以便多个虚拟机在物理GPU上运行。但API交付的主要问题是这意味着我们失去了语言和库的选择。由于软件包库和支持的API之间的差异,GPU虚拟化失败。在迁移过程中,目标主机和源主机软件包库版本不同。

因此,API交付可能会影响虚拟化提供的功能。

GPU服务器虚拟化技术


GPU服务器虚拟化技术--中介传递

GPU可以支持多个独立的上下文。使用中介方法,虚拟机只能在这些上下文中占用一个或一个子集。高带宽操作(命令缓冲区、帧缓存提交)需要与物理GPU关联的内存或MMIO资源。

GPU服务器虚拟化技术--直接传输

直接传输是指使用物理GPU对虚拟机的所有访问权限。Intel提供Intel VT-d硬件支持技术,因此研究人员可以直接检测到虚拟机占用物理GPU的所有访问权限,而无需访问GPU的编程接口。方法的优点是提供了与物理机器相似的性能和精度。Amazon EC2通过这种虚拟化策略提供了GPU资源。但问题是,物理GPU只能在一个系统上使用。这可能会影响在多个系统之间共享GPU资源的条件;虚拟化的迁移功能也会受到影响,因为其他体系结构的GPU可能不兼容。

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GPU服务器虚拟化技术--完全虚拟化和半虚拟化

GPU虚拟化实施策略可分为GPU全局虚拟化和GPU半虚拟化,具体取决于客户端操作系统是否需要更改驱动程序代码。GPU完全虚拟化允许多个虚拟机共享GPU资源,而无需更改虚拟机的图形驱动程序。GPU半虚拟化是一种理想的设备模型,可为虚拟机提供软件来实现和控制客户端的基本图形驱动程序。GPU半虚拟化方法比API传递消耗更少的电力,但需要重写客户端设备驱动程序。主流GPU虚拟化方案GPU vm使用并行虚拟化实施策略,大幅提高虚拟机的GPU性能。