Виртуализация GPU

В таких отраслях, как проектирование машин и механизмов, графический дизайн, анимация и архитектура всегда выдвигались высокие требования к качеству и производительности графической рабочей станции. С другой стороны, современные технологии тонких клиентов позволяют увеличить физическую безопасность решения благодаря хранению данных в дата-центре и шифрованию траффика между тонким клиентом и виртуальной машиной пользователя и снижает риски, связанные с хищением данных. Также бурное развитие графических сред пользователя также предъявляет повышенные требования к графической подсистеме компьютера. Какой же ответ готовы дать технологии виртуализации рабочих столов на эти вызовы?

 

В данной статье представлен ряд технологий, связанных с виртуализацией и совместным использованием графической карты, в частности использовалась карта NVidia Quadro FX 5800. В качестве среды предоставления рабочих столов рассматриваются решения компании Citrix, виртуальных машин ̶ Windows 7 и Windows 2008. Все они были протестированы для использования в качестве платформы для системы AutoCAD.

 

 

 

Microsoft RemoteFX

RemoteFX - совокупное название технологий, призванных улучшить ощущения пользователя от технологий удаленного рабочего стола в ОС Windows. Поддержка RemoteFX появилась в Windows 7 SP1 и Windows 2008 R2 SP1 и включает в себя следующие технологии:

- RemoteFX vGPU - виртуализация графического процессора;

- RemoteFX USB Redirection - проброс USB-устройств в виртуальной машине;

- RemoteFX Codec;

Нас будет интересовать технология RemoteFX vGPU. Для ее использования нам потребуется: процессор с поддержкой SLAT и гипервизор Hyper-V. При этом в дочерней системе используется специальный драйвер дисплея, который через Hyper-V перенаправляет запросы в корневой раздел и, соответственно, на графическую карточку. Максимально поддерживается до 12 виртуальных машин (в зависимости от используемых клиентских разрешений, и количества видео-памяти это число может варьироваться), в перспективе  ̶̶̶ до 24.

Хотя использование этой технологии позволило использовать расширенные средства оформления рабочего стола Windows Aero, производительность в Direct3D-приложениях и в AutoCAD оказалась недостаточной, поэтому следует признать, что данная технология не подходит для обеспечения CAD/CAM систем.

 

 

NVidia Multi-OS SLI

Multi-OS SLI ̶специальная технология NVIDIA для запуска нескольких виртуальных машин поверх нескольких графических процессоров, объединенных из нескольких видеокарт посредством моста SLI или PCI-моста на одной видеокарте. К сожалению, из этого вытекает главный недостаток этой технологии: малое количество поддерживаемых виртуальных машин.

В частности, для Quadro FX 5800  ̶ две виртуальные машины.

Для виртуализации необходимо использовать гипервизор Citrix XenServer 6 (необходима Enterprise или Platinum редакция) и сервер с поддержкой виртуализации ввода-вывода: Intel VT-d или AMD IOMMU, а для предоставления рабочих столов пользователям - Citrix XenDesktop с технологией HDX 3D Professional. Следует отметить, что данная технология обладает наилучшими показателями качества виртуальные машины для использования CAD/CAM систем.

 

Citrix XenApp

В отличие от рассмотренных ранее технологий XenApp подразумевает не виртуализацию GPU, а ее совместное использование несколькими пользователями. При этом для каждого пользователя запускается отдельная копия приложения, а ее окно перенаправляется в сессию пользователя на тонком клиенте. Таким образом,  система ведет себя также, как если бы вы запустили несколько копий приложения на своей рабочей станции.

За работу c GPU отвечает технология HDX 3D, и на тестовой системе она демонстрировала достаточную производительность для комфортной эксплуатации пользователем CAD/CAM приложений. Также "за" ее использование говорит официальная поддержка этой технологии компанией AutoCAD. Кроме того, с помощью XenApp возможно развертывание и других приложений, а также, как и для XenDesktop благодаря универсальному клиенту Citrix Receiver - доступ к приложению с мобильного устройства из любой точки планеты.

 

 

Перспективы

Как видим, пока технологии виртуализации GPU обладают рядом недостатков, которые, возможно, будут преодолены с появлением расширений VGX в следующем поколении графических процессоров от NVidia под кодовым именем Kepler. Компания Citrix уже заявила о поддержке этих GPU в гипервизоре XenServer.