vGPU学习整理

一、概念解释

1、什么是NVIDIA vGPU

NVIDIA vGPU软件是一个图形虚拟化平台，可以让虚拟机（VM）使用NVIDIA GPU的技术。NVIDIA VGPU软件可以以多种方式使用。

NVIDIA  vGPU支持多个虚拟机（VM）能够同时访问部署在宿主机系统上的NVIDIA单个物理GPU。通过这样做，NVIDIAvGPU为VM提供了无与伦比的图形性能和应用程序兼容性，以及通过在多个工作负载之间共享GPU带来的成本效益和可扩展性。

2、 vGPU基本构架

下图展示NVIDIA vGPU 的构架。在NVIDIA vGPU manager的控制下，NIVDIA 物理GPU 支持多个vGPU,vGPU可以直接分配给虚拟机。

每个vGPU 都类似于物理GPU，有固定的显存大小，一个或者更多的虚拟显示输出。vGPU的显存在创建时就从物理GPU中分配出来，并且是独占的。

3、 支持情况

什么物理GPU支持vGPU？能够跟linux kvm兼容的vGPU版本是5.0到5.2目前有七种型号能够兼容

tesla M60

tesla M10

tesla M6

tesla p100

tesla p100(12GB)

tesla P40

tesla P4

每一种物理GPU支持的vGPU类型都不一样。vGPU有几种后缀：

·  Q系列虚拟GPU类型针对设计师和高级用户。（vDWS,虚拟工作站）

·  B系列虚拟GPU类型针对高级用户。（vPC,虚拟pc）

·  A系列虚拟GPU类型针对虚拟应用程序用户。（vAPP,虚拟应用，有点类似于远程应用）

A系列NVIDIAvGPU支持低分辨率的单个显示器，因为它们旨在支持远程应用程序环境，如RDSH和XenApp。在这些环境中，虚拟应用程序通常呈现在屏幕外的缓冲区中。因此，A系列NVIDIA vGPU的最大分辨率与显示器的最大分辨率无关。

有几点是要注意的：

1、NVIDIAvGPU是所有支持的GPU主板上的许可产品。需要软件许可才能启用来宾虚拟机中的所有vGPU功能。所需许可证的类型取决于vGPU类型。

2、NIVDIA  vGPU是需要授权的，根据不同的应用场景（vDWS、vPC、vAPP）来按数量授权。

3、一颗物理GPU核心只能划分为一种vGPU模式，多GPU的卡可以支持多种模式，例如M60有两颗GPU芯片，可支持两种模式，如下图所示：

注意要点：

虚拟机兼容性

Windows支持所有类型的vGPU

Linux只支持q系列vGPU

M6 M10 M60的8q系列vGPU以及P4 P6 P40P100的q系列才支持cuda以及 Unified Memory的OpenCL（估计就是性能和兼容性好些）。

二、桌面云3D场景

从5.3.3版本开始，桌面云支持vGPU显卡虚拟化功能，vGPU主要是将单颗核心切分成多个vGPU提供给不同虚拟机使用，但这里切分的实际是显卡核心的显存，显卡核心的计算能力是共享的，因此，vGPU显卡性能主要以分配的显存及显卡类型进行划分，即虚拟机所分配的虚拟显卡型号。

1、 虚拟显卡型号含义

在为虚拟机分配显卡时，需要选择显卡型号，如下下图所示：

显卡型号各部分代表含义如下图所示：

1) M10：指该虚拟显卡对应的物理显卡型号；

2) 2：指该虚拟显卡可使用显存上限为2GB，该值可为1、2、4、8；

3) Q：指该虚拟显卡的显卡类型，显卡类型可为B、Q；

说明：Q系列相比B系列支持更高的显存，更大的分辨率及帧率，同时设计软件兼

容性相比B系列增加了售后保障。

2、虚拟显卡性能评估

   在vGPU场景下，显卡核心的计算能力是共享的，因此，vGPU显卡性能主要以分配的显存及显卡类型进行衡量。因此，可通过素材大小及特定3D软件两个维度进行虚拟显卡型号最佳推荐，具体内容可参考市场选型指导材料。

3、 vGPU系统兼容性

Ø Windows系统兼容性

系统名称	备注
Windows7（64bit）	vGPU场景下，推荐使用企业版
Windows10（64bit）	vGPU场景下，推荐使用64位系统

4、vGPU场景终端要求

vGPU场景最低要求为STD-200，单屏无损可使用STD-500，双屏无损需使用STD-600，2K以上需使用支持该分辨率的物理PC终端。

5、 IOPS计算方式

Ø 计算前需获取数据

1. 并发用户数

2. 每虚拟机用户IOPS需求

每虚拟机用户IOPS需求如下表如客户资源充足请均按重载场景计算，以保障后续体验性；

场景	所需IOPS
VGPU设计场景轻载	40
VGPU设计场景中载	60
VGPU设计场景重载	100

Ø 计算公式

存储需满足最低IOPS=用户并发数*每虚拟机用户IOPS需求

三. 项目中注意事项

3.1 桌面右键没有 NVIDIA 控制面板

第一步：确认当前显卡驱动是最新版本，确认方法。

在计算机管理-设备管理器-显示适配器，找到对应显卡，右键属性，在驱动程序里面可以看到驱动程序日期和驱动程序版本。

第二步：在Windows 系统服务中重启服务 NVIDIA Display Container LS

一般重启nv 服务后，桌面右键菜单恢复正常。

3.2、NVIDIA 控制面板里存在丢失界面

解决思路同第一个问题进行排查。

3.3 取消授权弹窗

包括vGPU 授权成功、授权失败、正在获取授权等提示。

解决思路：

手动在注册表中添加注册表项DisableExpirationPopups 并设置为 1
注册表路径：HKEY_LOCAL_MACHINE\SOFTWARE\NVIDIA
Corporation\Global\GridLicensing

DisableExpirationPopups 这个注册表项默认不存在，而且默认会弹提示框。
其值为1 代表不弹提示框；其值为 0 代表要弹提示框。

3.4、授权无法获取

解决方法：

第一步：检查NVIDIA 控制面板中配置的授权服务器地址，确认虚拟机能 ping 通该服务器 IP。

第二步：检查客户端虚拟机的系统时间，并对比授权服务器的系统时间
保证2 个系统时间一致；
第三步：如果修改了客户端的系统时间，需重启NVIDIA Display Container LS 服务，如果修改了授权服务器的时间，建议重启授权服务器

第四步：检查授权服务器当前剩余可用授权数，确认还有剩余授权数，且还在有效期内。

查看方法：授权管理平台地址：http://授权服务器IP:8080/licserver

第五步：如果排除以上情况，仍然获取不到授权，请手动删除客户端虚拟机在如下目录的所有文件（包括隐藏文件）并重启NVIDIA Display Container LS 服
务。 打开路径： C:\Program Files\NVIDIA Corporation\Grid Licensing\

第六步：如果以上确认都OK，但仍然获取不到授权，联系专家、研发处理。

四、 常识问题整理

【1】3D虚拟机台数和显卡状态上显示的数量不一致问题。

【说明】：此问题可尝试后台手动修复。

Shell登录VMP后台，在确保所在集群服务器没有虚拟机操作后，在每台节点主机上均执行perl /sf/debug/vgpu_load_rebuild.pl 进行恢复。

【2】还原模式虚拟机更换显卡后，开机提示硬件更新需重启

还原模式下的虚拟机，更改显卡后，Windows系统启动后能检查到硬件的变动，会提示硬件更新，重启生效。此时不要点击重启，直接点击稍后重启。

【3】授权占用/释放机制

已获得NVIDIA授权的虚拟机，在关机后会自动释放授权，若是异常关机，则30分钟后授权服务器会释放对应授权，虚拟机与授权服务器间网络中断，则虚拟机上授权保留24小时，3D虚拟机显卡禁用或者删除后开机，显卡驱动不会工作，亦不会占用授权。

【4】vgpu的方案支持第三方服务器吗？

支持，但要求服务器满足NIVDIA硬件认证。

【5】一个核心上，1B和1Q可以同时运行么？

不可以，一个显卡核心只支持承载一种类型的vgpu。

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很详细，感谢分享

感谢分享，值得好好学习。

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