1 前言

vGPU技術特指主流GPU廠商推出的vGPU解決方案（如：NVIDIA GRID vGPU方案、AMD MxGPU方案）。傳統云桌面模擬顯卡沒有提供主流的3D特性（如D3D、OpenGL等），無法運行大部分3D軟件。使用vGPU技術能夠解決云桌面中的以下問題，從而提高云桌面性能體驗：

● 云桌面視頻播放對CPU的利用率過高，使用GPU硬件解碼可以減輕CPU的負擔。

● 云桌面中大型建模、3D軟件渲染依賴CPU，可以利用GPU的硬件編碼減輕CPU的負擔。

2 AMD vGPU技術

AMD MxGPU是全球首個基于硬件的vGPU解決方案，以PCIe標準中定義的SR-IOV（單根I/O虛擬化）技術為基礎，實現每個物理GPU上有多個虛擬化用戶遠程工作。AMD MxGPU技術特點有

● 基于PCIe SR-IOV技術，將一個物理PCIe GPU變成多個PCIe vGPU，每個PCIe vGPU直接透傳給虛擬機。

● 切分個數不一樣（1–16，顯存大小16MB對齊），vGPU設備ID一樣，Guest Driver無需更新。

3 NVIDIA vGPU技術

NVIDIA vGPU，通過分片虛擬化技術，將物理GPU卡重新劃分，同一塊GPU卡經虛擬化分割后可分配至不同的云主機使用，實現了GPU（了解GPU云桌面）計算能力的多虛機共享。

NVIDIA vGPU技術特點有：

● vGPU以內核mdev虛擬設備呈現，uuid標識。虛擬機透傳mdev設備。

● 圖靈及之前架構的vGPU為純軟件mdev設備，而安培架構GPU也依賴SR-IOV技術。一個衍生出來的PCIe設備最多創建一個mdev形式的vGPU。

NVIDIA有四種vGPU類型，教學或辦公通常只會使用到Q和B系列。

● Q系列：針對圖形工作站，提供Quadro專業特性，需要vDWS授權。

● C系列：針對計算密集型的負載，如AI、深度學習。

● B系列，針對比較基礎的虛擬桌面。需要vPC授權。

● A系列，針對虛擬應用。

物理GPU除了通用計算單元外，還會提供獨立的硬件編、解碼器，如NVIDIA GPU的NVDEC和NVENC模塊。主要應用場景：解碼器的視頻播放、編碼器的視頻編輯等。

4 AMD和NVIDIA vGPU方案對比

AMD和NVIDIA vGPU方案各有特點，需要綜合考慮應用場景、價格、擴展性等方面來做出選擇。

vGPU技術的出現與技術成熟加速推進VDI桌面進入到更多圖形計算類業務場景，場景的選擇、顯卡性價比的考量、傳輸協議的優化都是方案落地的關鍵因素。在過去的幾年中，NVIDIA和AMD都在發展，并且各有優缺點，但它們都已經具備了良好的發展動力。在未來，隨著高普教新課改的深入、企業遠程辦公的普及、專業動畫圖像渲染等需求的增長，搭載NVIDIA或AMD vGPU技術的桌面的應用將迎來全新的局面。
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