概述

Ubuntu 是一款强大的操作系统，在使用兼容的虚拟化平台时，它支持集成 NVIDIA 虚拟 GPU (vGPU) 软件。通过利用诸如 KVM 之类的虚拟机监控程序，多个虚拟机 (VM) 可以同时访问 Ubuntu 环境中的单个物理 GPU。此功能对于增强图形性能、确保应用程序兼容性以及在需要 GPU 加速的环境中优化成本效益至关重要。

本节介绍 NVIDIA vGPU 解决方案如何从根本上改变桌面虚拟化和 GPU 加速服务器的格局。NVIDIA vGPU 使户能够使用各种复杂程度和图形要求的各种工作负载来执行这些解决方案。本节还介绍了 NVIDIA vGPU 架构、NVIDIA 推荐用于虚拟化的 GPU、用于桌面虚拟化的 NVIDIA vGPU 软件许可产品以及 NVIDIA 虚拟 GPU 技术支持的关键标准。

使用 Ubuntu 进行桌面和数据中心虚拟化的优势在于其灵活性和可管理性。最初由对灵活性和安全性的需求驱动，由于技术的普及，桌面和数据中心虚拟化变得更容易访问，这大大降低了成本。这扩大了市场可及性并推动了增长，NVIDIA 作为推动者发挥了关键作用。存储和多核处理器的进步进一步增强了关于总拥有成本的竞争优势。

桌面虚拟化中最大的挑战之一是提供经济高效且丰富的用户体验。

NVIDIA 虚拟 GPU (vGPU) 软件通过为各种工作负载（从图形丰富的虚拟工作站到数据科学和 AI）实现强大的 GPU 性能来应对这一挑战。这使 IT 部门能够利用虚拟化的管理和安全优势，以及现代工作负载所需的 NVIDIA GPU 的性能。NVIDIA vGPU 软件安装在云或企业数据中心服务器中的物理 GPU 上，创建可在多个虚拟机之间共享并可从任何设备在任何位置访问的虚拟 GPU。

图 1.1 说明了 NVIDIA 虚拟 GPU 的高级架构。NVIDIA GPU 安装在服务器内，NVIDIA vGPU 管理器软件安装在主机服务器上。该软件有助于在多个虚拟机之间共享单个 GPU。或者，vGPU 技术允许单个虚拟机利用来自一个或多个物理 GPU 的多个 vGPU。

物理 NVIDIA GPU 可以支持多个虚拟 GPU (vGPU)，这些 vGPU 在虚拟机监控程序中运行的 NVIDIA 虚拟 GPU 管理器下直接分配给客户虚拟机。客户虚拟机与 NVIDIA vGPU 的交互方式类似于与虚拟机监控程序管理的直接透传物理 GPU 的交互方式。

图 1.1 - NVIDIA vGPU 系统架构

在 NVIDIA vGPU 部署中，根据为每个虚拟机分配的 vGPU 配置文件确定适当的 vGPU 许可证。每个 NVIDIA vGPU 的行为都类似于传统的 GPU，具有固定数量的 GPU 内存，并支持一个或多个虚拟显示输出或头。多个头可以容纳多个显示器。vGPU 内存分配由安装在虚拟机监控程序中的 NVIDIA vGPU 管理器管理，在创建时利用物理 GPU 帧缓冲区，并在终止前保持对该 GPU 内存的独占使用。

共享物理 GPU 的所有 vGPU 都可以访问其引擎，包括图形 (3D)、视频解码和编码引擎。虚拟机的客户操作系统利用对 GPU 的直接访问来实现最佳性能和关键路径。同时，非关键管理操作利用准虚拟化接口连接到 NVIDIA 虚拟 GPU 管理器。

NVIDIA 虚拟 GPU (vGPU) 软件与 NVIDIA GPU 兼容，并在 Ubuntu 环境中受支持。要为您的设置选择最合适的 GPU，请评估诸如应用程序使用、性能优化、密度要求以及通过 GPU 加速实现专业可视化的需求等因素。

最新版本的 Ubuntu 版 NVIDIA vGPU 软件支持在经过验证的服务器硬件平台上运行的多个 NVIDIA GPU。有关经过验证的服务器平台列表，请参阅 NVIDIA GRID 认证服务器。有关受支持的 NVIDIA GPU 的完整列表，请参阅我们的 Ubuntu 发行说明。

NVIDIA 虚拟 GPU 软件划分 NVIDIA GPU 资源，以便 GPU 可以在运行任何应用程序的多个虚拟机之间共享。

用于桌面虚拟化的 NVIDIA 虚拟 GPU 软件产品组合如下

• NVIDIA 虚拟应用程序 (NVIDIA vApps)

• NVIDIA 虚拟 PC (NVIDIA vPC)

• NVIDIA RTX® 虚拟工作站 (RTX vWS)

NVIDIA vGPU 软件允许您使用时分方式在多个虚拟机 (VM) 之间虚拟化和共享 NVIDIA 数据中心 GPU。这意味着 GPU 核心被调度为在不同的时间间隔为每个虚拟机提供计算资源，从而实现高效的资源共享，而无需将物理 GPU 核心专用于单个虚拟机。然后，使用 vGPU 配置文件在虚拟机监控程序管理控制台中将这些虚拟 GPU 资源分配给虚拟机。虚拟 GPU 配置文件确定分配给虚拟机 (VM) 的 GPU 帧缓冲区量。选择正确的 vGPU 配置文件将提高 VDI 环境的总拥有成本、可扩展性、稳定性和性能。

当与适当的 vGPU 软件许可证和 NVIDIA GPU 组合正确配对时，NVIDIA vGPU 软件解决方案可提供无与伦比的灵活性和性能。这些 vGPU 软件解决方案旨在满足当今现代企业不断变化的工作负载和组织需求。请参阅 NVIDIA 虚拟 GPU 定位指南，根据您的工作负载选择最佳的 vGPU 软件许可证和 GPU 组合。