1999 年，NVIDIA 公司發(fā)明了圖形處理器 (GPU，Graphics Processing Unit)，讓全世界重新認(rèn)識(shí)了計(jì)算機(jī)圖形的威力。2013年，NVIDIA GRID實(shí)現(xiàn)GPU虛擬化，用云端渲染再次改寫(xiě)歷史。

VMware的桌面虛擬化技術(shù)使CPU虛擬化，然而在數(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CPU。而且許多公司在過(guò)去進(jìn)行桌面虛擬化時(shí)都曾遇到各種重大問(wèn)題：不僅技術(shù)工程設(shè)計(jì)應(yīng)用程序無(wú)法實(shí)現(xiàn)虛擬化，產(chǎn)品生命周期管理工具——類(lèi)似于制造業(yè)中用于放置所有3D模型的存儲(chǔ)庫(kù)，也都無(wú)法實(shí)現(xiàn)虛擬化。許多創(chuàng)意設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，例如Adobe Photoshop，在沒(méi)有GPU的情況下進(jìn)行虛擬化都會(huì)發(fā)生錯(cuò)誤。

GPU虛擬化一直無(wú)法實(shí)現(xiàn)，直到NVIDIA GRID問(wèn)世。

在過(guò)去20年中，專(zhuān)業(yè)應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)商意識(shí)到GPU的重要性，并不斷地重新編寫(xiě)其應(yīng)用程序。但是兼容性成為了一個(gè)極大的挑戰(zhàn)。針對(duì)這一現(xiàn)狀，NVIDIA推出NVIDIA GRID，旨在對(duì)桌面系統(tǒng)的圖形技術(shù)進(jìn)行虛擬化進(jìn)而實(shí)現(xiàn)100%的應(yīng)用程序兼容性。

近日，NVIDIA專(zhuān)業(yè)解決方案部門(mén)高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Justin Boitano接受了ZDNet記者的專(zhuān)訪，對(duì)Kepler GPU以及NVIDIA GRID顯卡的相關(guān)技術(shù)與發(fā)展進(jìn)行了解讀。

Justin告訴記者，用戶根據(jù)對(duì)GPU的需求被分為三大類(lèi)：知識(shí)工作者(Knowledge Worker)、有力使用者(Power User)和設(shè)計(jì)者(Designer)。知識(shí)工作者大多只進(jìn)行基本的文本工作，而無(wú)法接觸視覺(jué)效果更好的應(yīng)用程序，包括Windows平臺(tái)中的各種應(yīng)用程序。而有力使用者增加了不少圖形渲染需求，而設(shè)計(jì)師對(duì)GPU的需求則毋庸置疑。NVIDIA將一部分有力使用者和設(shè)計(jì)者所在的市場(chǎng)稱為高端設(shè)計(jì)市場(chǎng)。

“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(jué)處理能力來(lái)運(yùn)行所有這些應(yīng)用程序。對(duì)于VMware和Citrix等公司來(lái)說(shuō)，這有助于極大地拓寬虛擬化市場(chǎng)。我們所專(zhuān)注的許多初始市場(chǎng)都是一些要求最苛刻的用戶，他們?cè)谶^(guò)去都會(huì)毫不猶豫地拒絕VDI，包括3D設(shè)計(jì)工程師和為設(shè)計(jì)師提供支持的人員，”Justin表示。

“每一位設(shè)計(jì)師下面可能有10個(gè)人需要訪問(wèn)3D模型，他們的工作涉及制造組裝、銷(xiāo)售訂貨、采購(gòu)和物流等，因此會(huì)通過(guò)PLM系統(tǒng)來(lái)訪問(wèn)這些模型。而我們實(shí)際上非常重視這些市場(chǎng)，這是虛擬化方案的一個(gè)很大的增量市場(chǎng)”。

行業(yè)正在朝著這個(gè)方向發(fā)展。盡管當(dāng)今所有知識(shí)工作者都在辦公桌前工作。但是當(dāng)知識(shí)工作者做出購(gòu)買(mǎi)決策時(shí)往往都會(huì)添加一個(gè)圖形處理器。而對(duì)于高端設(shè)計(jì)市場(chǎng)來(lái)說(shuō)，GPU的需求就毋庸置疑了。應(yīng)用程序和視覺(jué)效果在缺少GPU的情況下將大打折扣：色彩效果差，無(wú)法呈現(xiàn)紋理、光影和細(xì)節(jié)。于是，設(shè)計(jì)人員需要從一開(kāi)始就確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性，因而希望使用最合適的工具來(lái)開(kāi)展工作，并且將營(yíng)造盡可能真實(shí)的環(huán)境。

有無(wú)GPU的圖形質(zhì)量差異(左圖無(wú)GPU，右圖有GPU)

如果沒(méi)有GPU，交互速度會(huì)非常慢，應(yīng)用程序性能會(huì)下降明顯，光景、細(xì)節(jié)和真實(shí)感也都無(wú)法獲得。如果使用GPU情況則會(huì)大大改觀。這即是許多高級(jí)用戶希望使用GRID的主要原因。

Justin表示，NVIDIA正在支持VMware和Citrix充分發(fā)揮圖形處理器的優(yōu)勢(shì)。VMWare目前提供了兩項(xiàng)技術(shù)，第一項(xiàng)技術(shù)是兩周前發(fā)布的vDGA虛擬直接圖形加速。每個(gè)用戶的虛擬機(jī)都可以獲得一個(gè)專(zhuān)用GPU，就像是在辦公桌前使用專(zhuān)用GPU和專(zhuān)用內(nèi)存。這樣一來(lái)使用戶在該場(chǎng)景中能為GPU獲得全面的支持。vSGA所面臨的挑戰(zhàn)在于用戶可以共享GPU，但由于驅(qū)動(dòng)程序工作方式限制只能獲得DirectX 9支持。

GRID卡有兩個(gè)版本，K1和K2。GRID K1配備4個(gè)Kepler GPU——均為入門(mén)級(jí)工作站版GPU。意味著每個(gè)顯卡可以支持非常高的用戶密度，不過(guò)同時(shí)需要犧牲一些性能。而K2只能容納兩個(gè)高端GPU——為最頂級(jí)的GPU。因此，GK104相當(dāng)于一塊Quadra K5000顯卡。當(dāng)用戶需要運(yùn)行超高性能的游戲或設(shè)計(jì)應(yīng)用程序時(shí)，K2將可以提供最佳性能。

GRID K1 和K2參數(shù)信息

“我們將支持合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)不斷發(fā)展壯大。我們正在嘗試將所開(kāi)發(fā)顯卡的數(shù)量控制在較低水平，這樣便可以更加專(zhuān)注于推進(jìn)更多OEM廠商對(duì)我們產(chǎn)品的認(rèn)證和支持。然后再讓所有的虛擬化公司能夠?yàn)槲覀兊乃锌蛻籼峁┚邆湄S富和交互式體驗(yàn)的虛擬化解決方案。” Justin說(shuō)道。

NVIDIA專(zhuān)業(yè)解決方案部門(mén)高級(jí)產(chǎn)品經(jīng)理Justin Boitano

以下是專(zhuān)訪Q&A實(shí)錄：

記者：Kepler架構(gòu)的一大亮點(diǎn)就是支持虛擬化。英偉達(dá)是否會(huì)將虛擬化作為這一代架構(gòu)的賣(mài)點(diǎn)?

Justin Boitano：目前，我們的合作伙伴中基本上就只有Citrix支持GPU虛擬化，通過(guò)結(jié)合其虛擬機(jī)管理程序和遠(yuǎn)程客戶端，您可以對(duì)GPU進(jìn)行虛擬化并添加每個(gè)支持的用戶數(shù)量，在更多用戶之間共享GPU，同時(shí)確保NVIDIA驅(qū)動(dòng)程序位于虛擬機(jī)中。而VMWare在共享方面，是通過(guò)轉(zhuǎn)換管理器運(yùn)行所有命令得以解決。因此，Kepler GPU可以說(shuō)是實(shí)現(xiàn)這一任務(wù)的基準(zhǔn)，并且Kepler中有一個(gè)MMU。MMU可允許在虛擬機(jī)之間，即在圖形驅(qū)動(dòng)程序、虛擬機(jī)和硬件之間建立一個(gè)直接的連接。所以，虛擬機(jī)管理程序不會(huì)轉(zhuǎn)換圖形命令，而是會(huì)建立連接，同時(shí)避免影響圖形性能。這樣一來(lái)，英偉達(dá)GRID便可讓技能得到有效推廣。

VMware vSGA與View vDGA的不同，后者中的Kepler GPU在圖形驅(qū)動(dòng)程序、虛擬機(jī)和硬件之間建立一個(gè)直接的連接

舉例來(lái)說(shuō)，Citrix推出了一個(gè)Citrix服務(wù)提供商計(jì)劃。對(duì)于不希望搭建基礎(chǔ)設(shè)施的小型公司來(lái)說(shuō)，它們可以將這一工作外包給其他的公司，并按使用數(shù)據(jù)中心的情況來(lái)付費(fèi)，以便于為其用戶提供虛擬化的應(yīng)用程序。因此，這類(lèi)似于通過(guò)VPN將IT管理工作外包給其辦事處，確保能夠安全交付應(yīng)用程序和存放資產(chǎn)。他們所租用的是基礎(chǔ)設(shè)施，這非常類(lèi)似于亞馬遜Web服務(wù)的模式，您可以從亞馬遜租用基礎(chǔ)設(shè)施，并按該基礎(chǔ)設(shè)施的使用情況向亞馬遜付費(fèi)。

記者：GRID顯卡是否有與桌面虛擬化渲染器合作的整體計(jì)劃?

Justin Boitano：是的，桌面虛擬化渲染器與GRID顯卡的關(guān)系非常密切。目前，我們即將宣布與Citrix、Microsoft及VMWare合作拓寬產(chǎn)品組合的計(jì)劃。

記者：GRID K1和K2主要針對(duì)哪些桌面應(yīng)用程序和企業(yè)級(jí)應(yīng)用程序?

Justin Boitano：這些應(yīng)用程序最開(kāi)始主要包括產(chǎn)品生命周期管理和體積設(shè)計(jì)應(yīng)用程序，隨后又?jǐn)U展至3D工程設(shè)計(jì)應(yīng)用程序。舉例來(lái)說(shuō)，我們?cè)谝豁?xiàng)調(diào)查中詢問(wèn)了人們希望虛擬化哪些應(yīng)用程序，其中最常見(jiàn)的主要有AutoCAD、Photoshop、GIS、HTML5等軟件。我們?cè)赒uadro上通過(guò)了200多個(gè)應(yīng)用程序認(rèn)證，并計(jì)劃在GRID上對(duì)其進(jìn)行認(rèn)證和支持。

我們已經(jīng)開(kāi)展了超過(guò)200個(gè)試點(diǎn)項(xiàng)目，并且在每一個(gè)國(guó)家都有客戶案例。那么一個(gè)比較突出的例子是，美國(guó)一家叫做CH2M HILL的建筑設(shè)計(jì)公司。這家公司使用GRID來(lái)滿足所有建筑師和設(shè)計(jì)師在辦公室和移動(dòng)中的訪問(wèn)需求。他們發(fā)現(xiàn)在實(shí)現(xiàn)用戶移動(dòng)化之后，他們可以與城市規(guī)劃組更有效率地開(kāi)展設(shè)計(jì)審查工作。通過(guò)對(duì)這些應(yīng)用程序進(jìn)行虛擬化，項(xiàng)目速度提到大幅加快。

另一個(gè)典型的案例是美國(guó)Applied Materials公司。它是美國(guó)的一家大型技術(shù)公司。這家公司從過(guò)去的7個(gè)數(shù)據(jù)中心減少為3個(gè)數(shù)據(jù)中心，分別位于北美、亞洲和努美阿。這有公司有1萬(wàn)名工程師在虛擬環(huán)境中工作。他們意識(shí)到，工程師不僅需要在自己辦公桌的工作站中工作，而且還需要回家或者前往客戶辦事處開(kāi)展工作，并且隨身攜帶應(yīng)用程序有助于提高工作效率，進(jìn)而證明該項(xiàng)目的投入是值得的。

記者：在英偉達(dá)未來(lái)的云計(jì)算服務(wù)模型中，Kepler GPU將發(fā)揮什么樣的作用?

Justin Boitano：在云計(jì)算方面，我們已經(jīng)與亞馬遜就其基礎(chǔ)設(shè)施建立了合作關(guān)系，并且我們將在不久之后宣布GRID GPU如何能夠支持服務(wù)提供商為服務(wù)提供桌面系統(tǒng)。因此請(qǐng)隨時(shí)關(guān)注我們的最新動(dòng)態(tài)。

記者：NVIDIA目前主打的是云游戲方面，但是從整個(gè)國(guó)內(nèi)大環(huán)境來(lái)說(shuō)，公有云和私有云都很成熟，但是國(guó)內(nèi)的網(wǎng)絡(luò)非常差。在這種問(wèn)題下你覺(jué)得云游戲?qū)λ乃俣认拗谱饔?，是不是一個(gè)很?chē)?yán)重的問(wèn)題?

Justin Boitano ：NVIDIA GRID在整個(gè)行業(yè)里面，更多是在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域，而不是只在游戲領(lǐng)域。簡(jiǎn)單來(lái)講，在服務(wù)器領(lǐng)域，以前有很多只為CPU設(shè)計(jì)的應(yīng)用，但是現(xiàn)在已經(jīng)開(kāi)始有越來(lái)越多的GPU應(yīng)用。本身從這個(gè)架構(gòu)上來(lái)看，CPU的設(shè)計(jì)比較適于串行的應(yīng)用，而我們的顯卡主要都是在處理大量的圖形處理，所以說(shuō)本身的設(shè)計(jì)更適合并行計(jì)算。那么在云平臺(tái)環(huán)境下，有很多并行處理的需求或者圖形加速的需求，所以說(shuō)我們適時(shí)的推出云計(jì)算解決方案。NVIDIA已經(jīng)把GPU放在虛擬化的環(huán)境里面，分析了需要GPU在虛擬化市場(chǎng)里面用戶市場(chǎng)。NVIDIA GPU在服務(wù)器中增長(zhǎng)幅度是非常大的，以前大部分的服務(wù)器中沒(méi)有GPU，而現(xiàn)在服務(wù)器的廠商對(duì)NVIDIA GPU的需求非常高，增長(zhǎng)幅度非?？?。