虚拟化桌面3D虚拟化--GPU技术详解.docx

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1、VDI桌面3D虚拟化技术详解目录一.3D虚拟化技术透析及竞争分析21名词解释22不同技术的适用场景分析32.1sVGA的原理：VMware设计的虚拟的WDDM驱动程序32.2vSGA的原理：多个虚拟机均分安装在物理服务器上的显卡资源42.3vDGA的原理：为每个虚拟机分配独立的安装在物理服务器上的物理显卡62.4GPUPass-through的原理：为每个虚拟机分配独立的安装在物理服务器上的物理显卡82.5SharedGPU的原理：将GPU卡透传给Hypervisor之上的XenApp平台82.6vGPU技术出场：将GP

2、U卡资源切片分给Hypervisor之上运行的VM123竞争分析14二、vGPU技术详解及配置要求161vGPU的实现条件161.1Citrix组件包括如下：161.2NVidia组件包括如下：171.3硬件使用需求：18GRIDK118GRIDK181.4操作系统支持：192vGPU相关文档193NVidiaKeplerGRID卡支持的vGPU数量和适用场景194vGPU配置步骤215vGPU配置注意事项22三、Citrix3D解决方案一览221客户群体分类232不同使用者对应3D处理技术242.1图形工作站级别用户2

3、52.2中度图形用户对应的3D虚拟化技术282.3知识型用户对应的3D虚拟化技术30四、Citrix3D技术StepbyStep配置指导手册31一.3D虚拟化技术透析及竞争分析sVGA、vSGA、vDGA、vGPU、GPUPass-through，的含义。1名词解释lsVGA：VMware公司技术缩写，意思是:软件3D模拟渲染技术；lvSGA：VMware公司技术缩写，意思是：虚拟共享图形加速技术lvDGA：VMware公司技术缩写，意思是：虚拟专用图形加速技术lGPUPass-through：Citrix公司技术缩写，

4、意思是：GPU透传技术lSharedGPU：Citrix公司技术缩写，意思是：GPU共享技术；lvGPU：业内统一术语，意思是：以类似于服务器虚拟化上将CPU虚拟化的技术，将GPU卡虚拟化后，提供给虚拟机使用。目前，Citrix公司和NVIDIA公司合作，开发出了业界首个vGPU技术！2不同技术的适用场景分析2.1sVGA的原理：VMware设计的虚拟的WDDM驱动程序（WindowsDisplayDriverModel）1.1版本兼容驱动。原理图如下：简单地说，就是通过软件模拟出软件GPU卡的能力，实际上还是消耗CPU

5、的负荷，只能；目前sVGA技术只能支持到DirectX9.0和OpenGL2.1的渲染技术，利用服务器内存模拟技术最大只能虚拟512M显存。这种技术只适用于改善普通用户桌面使用体验。至于渲染技术只支持DirectX9.0和OpenGL2.1有什么问题，请参见2.5章节的解释。2.2vSGA的原理：多个虚拟机均分安装在物理服务器上的显卡资源原理图如下：事实上，vSGA的工作原理上是基于API的共享，即用于欺骗应用程序API的虚拟显卡驱动程序安装于guestOS中并运行于内核模式。这个vGPUDriverAPI事实上功能分为

6、前向接口和后向接口两个功能，他们的功能分别是：1)FrontEnd（前向接口）功能：lGPU操作的API拦截，包括：nparameterspassed传递过来的GPU调用参数nordersemantics传递过来的GPU调用语义l包装以上的函数调用，并将数据传给后向接口l终结虚拟仿真的显卡驱动的GPU调用，并提供向真实显卡的互操作和执行结果2)BackEnd（后向接口）功能：l负责将前向接口传来的数据交给真实的GPUdriver进行处理l解包前向接口传来的函数调用l映射内存指针l执行真实的GPU操作l返回执行结果l将执行

7、结果返回前向接口下图就是这个API的原理示意图：好吧，按照VMware的说法，这种技术是用户共享GPU处理能力，貌似确实实现了类似vGPU的能力，但是事实如此吗？我们上面分析了vSGA的实际工作原理，了解到这种技术实际上是欺骗应用程序API的虚拟显卡驱动程序。那么结果也就一目了然了，做过图形设计的码农们应该更清楚：l“APIRemoting”看似很简单,但它的处理是极其复杂，需要消耗大量的额外资源来做驱动的模拟仿真、API截获、API传递、API队列等待、API真实驱动处理、结果回传等多种复杂的软件计算过程l虚拟显卡驱动

8、的设计需要对所支持的所有GPU的API进行仿真,但行业标准的API规范也在不断改进和更新，这种设计需要不断持续的支持.l另外，还需要面对不同的API标准，如:OpenGL,DirectX,CUDA,OpenCL…就目前该技术的实际应用来看，vSGA和sVGA一样，也只是支持DirectX9.0和OpenGL2.1的渲