Virtuelle GPU: Die Zukunft der Rechenleistung erschliessen

Das Aufkommen virtueller Grafikprozessoren (vGPUs) hat zu erheblichen Veränderungen in den Bereichen Computeranwendungen und Desktop-Virtualisierung geführt. Die Virtualisierungstechnologie gibt es schon seit langem, aber sie hat es nicht geschafft, ein zufriedenstellendes Benutzererlebnis zu bieten. Mit der Einführung von GPUs hat sich jedoch alles geändert. In diesem Artikel wird erläutert, was eine virtuelle GPU ist und welche Anwendungen und Vorteile vGPU bietet.

Was ist der Entstehungshintergrund der GPU?

Virtualisierung ist eine gängige Methode in Unternehmen, aber ursprünglich wurden GPUs nicht berücksichtigt. Die Virtualisierung verließ sich ausschließlich auf die CPU, um alle Rechenaufgaben zu bewältigen, was die native Erfahrung und das Leistungsniveau der Benutzer einschränkte.

Vor ein paar Jahren führte NVIDIA jedoch seine virtuelle GPU-Technologie ein, die alles veränderte. Durch die Virtualisierung von Rechenzentrums-GPUs können diese von mehreren virtuellen Maschinen gemeinsam genutzt werden, was die Anwendungs- und Desktop-Leistung erheblich verbessert. Dies ermöglicht es Unternehmen auch, eine virtuelle Desktop-Infrastruktur aufzubauen, die die Leistung kostengünstig skaliert.

Warum brauchen wir GPUs?

GPU(Graphics Processing Unit) ist ein spezieller Prozessor, der für die Bearbeitung von Grafik- und parallelen Rechenaufgaben konzipiert ist und aus zahlreichen Grafikverarbeitungseinheiten besteht. Diese Einheiten verfügen über Tausende von Rechenkernen zur effizienten parallelen Verarbeitung von Arbeitslasten, wie z. B. 3D-Anwendungen und Video-Rendering. Die Parallelverarbeitungsfähigkeiten von GPUs machen sie zu Experten für die Beschleunigung rechnergestützter Anwendungen.

TUrsprünglich wurden GPUs hauptsächlich für Spiele und das Rendering von Grafiken verwendet, mit den Fortschritten in Bereichen wie wissenschaftliches Computing und KI haben sich ihre Einsatzmöglichkeiten jedoch erweitert. Ingenieure verlassen sich bei anspruchsvollen Aufgaben wie computergestütztem Engineering (CAE), computergestütztem Design (CAD) und computergestützter Fertigung (CAM) auf GPUs. Darüber hinaus können viele andere Verbraucher- und Unternehmensanwendungen von den Hochleistungsrechenfähigkeiten der GPUs profitieren.

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Was ist eine virtuelle GPU?

Eine virtuelle GPU ist eine Technologie, die es mehreren virtuellen Maschinen oder Benutzern ermöglicht, grafikintensive Anwendungen gleichzeitig auf einem gemeinsamen physischen Grafikprozessor (GPU) auszuführen.

TDer Schlüssel zu virtuellen GPUs liegt in der Software. Die vGPU-Software von NVIDIA nutzt die weltweit leistungsstärksten Rechenzentrums-GPUs, NVIDIA Tesla-Beschleuniger, und bietet so ein umfassendes Grafikerlebnis für virtuelle Desktops und Workstations. Diese Software konvertiert auf Servern installierte physische GPUs in virtuelle GPUs, die von mehreren virtuellen Maschinen gemeinsam genutzt werden können. Diese Eins-zu-Viel-Beziehung geht über eine bloße Zuordnung von der GPU zum Benutzer hinaus und bietet einen flexibleren und effizienteren Ansatz.

Die Anwendungen der virtuellen GPU

Die virtuelle GPU ist eine entscheidende Komponente in der Virtual Desktop Infrastructure (VDI). Sie bietet eine außergewöhnliche Grafikleistung für grafikintensive Aufgaben und birgt ein erhebliches Potenzial für wissenschaftliches Rechnen, maschinelles Lernen und KI, da sie verschiedene komplexe Berechnungsaufgaben beschleunigen kann.

• Virtualisierte digitale Arbeitsplätze: TDie Nachfrage nach grafikintensiven Arbeitsplätzen steigt, und rein CPU-virtualisierte Umgebungen können die Anforderungen nur schwer erfüllen. NVIDIA GRID Virtual Apps (GRID vApps) bieten GPU-beschleunigte Leistung und werden so zu einer wesentlichen Komponente virtualisierter digitaler Arbeitsplätze.

• Benutzer: NVIDIA Quadro Virtual Data Center Workstation (Quadro vDWS) bietet eine verbesserte Leistung für High-End-Anwendungen, von denen Anwender in den Bereichen Design, Technik und Architektur profitieren.

• Unternehmen: Unternehmen können durch die virtuelle GPU-Technologie die Benutzerdichte, die Leistung und die Betriebskosten verbessern und erhalten eine flexiblere und effizientere Computerumgebung.

Die Vorteile der virtuellen GPU

Virtuelle GPUs bringen zahlreiche Vorteile mit sich. Sie revolutionieren die Art und Weise, wie grafikintensive Anwendungen bereitgestellt und abgerufen werden, und bieten eine Reihe von Vorteilen für Unternehmen und Endbenutzer.

Gemeinsam genutzte Ressourcen: Einer der Vorteile der GPU-Virtualisierung besteht darin, dass sich mehrere Benutzer oder Aufgaben eine physische GPU teilen können, was die Ressourcenauslastung erhöht.

Leistungsisolierung: Virtualisierte GPUs bieten eine Leistungsisolierung, um sicherzustellen, dass die Last eines Benutzers oder einer Aufgabe keine Auswirkungen auf andere Benutzer oder Aufgaben hat.

Flexible Zuweisung: Virtualisierte GPUs können dynamisch zugewiesen werden, um den Anforderungen verschiedener Anwendungen gerecht zu werden.

Kosteneinsparungen: Die GPU-Virtualisierung senkt die Hardwarekosten, da sich mehrere Benutzer eine GPU teilen können.

Schnelle Bereitstellung: Die Virtualisierung von GPUs vereinfacht die Verwaltung und Bereitstellung und beschleunigt die Anwendungsbereitstellung.

Zukünftige Entwicklungstrends für virtuelle GPU

Die virtuelle GPU-Technologie entwickelt sich ständig weiter. Angesichts wachsender Rechenanforderungen wird die vGPU weiterhin die Leistung optimieren und innovative Lösungen anbieten. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Anwendung virtueller GPUs in Edge-Computing- und Hybrid-Cloud-Umgebungen eine zukünftige Entwicklungsrichtung darstellt.