اشتراک‌ گذاری کارت گرافیک در محیط VDI

با رشد سریع مجازی سازی و گرایش سازمان ها به استفاده از VDI (Virtual Desktop Infrastructure)، موضوع استفاده از کارت های گرافیک در محیط های مجازی به یکی از چالش ها و دغدغه های جدی مدیران شبکه و زیرساخت تبدیل شده است. به خصوص در محیط هایی که نرم افزارهای گرافیکی، محاسباتی یا طراحی سنگین استفاده می شود، نیاز به GPU مجازی یا اشتراک گذاری کارت گرافیک، حیاتی می شود.

در این مقاله از کیهان سرور ایرانیان به طور کامل به این می پردازیم که آیا امکان اشتراک گذاری کارت گرافیک در محیط VDI وجود دارد یا خیر، چه فناوری هایی این قابلیت را فراهم می کنند، چه کارت هایی پشتیبانی لازم را دارند و چه محدودیت هایی وجود دارد.

VDI چیست و چرا GPU در آن اهمیت دارد؟

VDI یا «زیرساخت دسکتاپ مجازی»، نوعی معماری مجازی سازی است که در آن دسکتاپ کاربران از طریق ماشین های مجازی (VM) روی یک سرور مرکزی ارائه می شود. در سناریوهای سبک مانند امور دفتری، نیاز به GPU ممکن است چندان حس نشود. اما در محیط هایی مانند:

• طراحی گرافیکی و صنعتی
• مدل سازی سه بعدی
• تدوین و رندرینگ ویدیو
• یادگیری ماشین و تحلیل داده های سنگین

استفاده از کارت گرافیک در محیط VDI نه تنها یک مزیت بلکه یک الزام است.

VDI چیست؟

روش های استفاده از GPU در ماشین های مجازی

برای اینکه ماشین های مجازی از قدرت پردازش گرافیکی بهره مند شوند، چند راهکار وجود دارد:

1. GPU Passthrough

در این روش، یک کارت گرافیک فیزیکی مستقیماً به یک ماشین مجازی اختصاص داده می شود. یعنی تمام توان پردازشی کارت، به یک VM تعلق می گیرد.

• مزایا: عملکرد بسیار بالا، مناسب برای نرم افزارهای سنگین.
• معایب: فقط برای یک VM قابل استفاده است. امکان اشتراک گذاری ندارد.

2. vGPU (Virtual GPU)

این فناوری که توسط NVIDIA توسعه یافته، به شما این امکان را می دهد که یک کارت گرافیک را بین چندین ماشین مجازی به صورت هم زمان تقسیم کنید. در این روش، منابع کارت گرافیک مجازی سازی شده و میان کاربران VDI توزیع می شود.

• مزایا: بهینه سازی مصرف منابع، اشتراک گذاری هم زمان GPU بین چند VM.
• معایب:
  • فقط برخی از کارت های NVIDIA از این قابلیت پشتیبانی می کنند.
  • نیاز به لایسنس vGPU دارد که هزینه بر است.
  • نیاز به نرم افزار و تنظیمات خاص دارد (مانند NVIDIA GRID).

کارت های گرافیک مناسب برای VDI

تمام کارت های گرافیک برای استفاده در VDI مناسب نیستند. تنها برخی از کارت ها دارای قابلیت vGPU هستند، از جمله:

• NVIDIA A16
• NVIDIA A40
• NVIDIA A10
• سری های مخصوص دیتاسنتر و ورک استیشن مانند Quadro RTX و برخی مدل های Tesla جدید

کارت های گرافیکی مصرفی (consumer-grade) مانند GTX یا RTXهای معمولی، vGPU را پشتیبانی نمی کنند.

اشتباه رایج: تصور اشتراک گذاری کارت هایی که از vGPU پشتیبانی نمی کنند

بسیاری از کاربران گمان می کنند که هر کارت گرافیکی حرفه ای را می توان در محیط VDI بین چند کاربر به اشتراک گذاشت. اما در واقع، این فقط در صورتی امکان پذیر است که کارت مورد نظر از vGPU پشتیبانی کند. در غیر این صورت، تنها راه استفاده از آن، passthrough مستقیم به یک ماشین مجازی است.

در ادامه، پرسش پرتکراری که کاربران دارای کارت گرافیک Tesla K80 و استفاده از آن در VDI دارند را پاسخ می دهیم.

پرسش:

آیا کارت گرافیک NVIDIA Tesla K80VDI قابلیت اشتراک گذاری در محیط VDI دارد؟
آیا این کارت قابلیت vGPU دارد یا می توان از آن در چنین سناریویی استفاده کرد؟

پاسخ:

کارت گرافیک Tesla K80 به رغم قدرت پردازشی قابل قبول خود، از فناوری vGPU پشتیبانی نمی کند. به همین دلیل، نمی توان آن را بین چند ماشین مجازی به اشتراک گذاشت.

• حداکثر استفاده ای که از K80 می توان داشت، تخصیص مستقیم (passthrough) آن به یک یا دو ماشین مجازی است (زیرا K80 دارای دو GPU فیزیکی است).
• اما برای محیط VDI، این کارت کاملاً نامناسب است.
• برای این هدف، شما به کارت هایی نیاز دارید که vGPU را پشتیبانی کرده و لایسنس اختصاصی آن را نیز داشته باشید.

جمع بندی

استفاده از GPU در محیط VDI فقط زمانی امکان پذیر است که کارت گرافیکی مورد نظر قابلیت vGPU داشته باشد. کارت هایی مانند NVIDIA Tesla K80، صرفاً از passthrough پشتیبانی می کنند و نمی توانند به صورت اشتراکی در بین چند کاربر استفاده شوند.

برای سناریوهای سازمانی با کاربران متعدد، باید از کارت های جدیدتر سری A یا RTX حرفه ای استفاده کرد که به صورت رسمی توسط NVIDIA برای vGPU پشتیبانی می شوند. همچنین، داشتن لایسنس رسمی vGPU و نصب صحیح در محیط مجازی سازی (مانند VMware vSphere یا Citrix XenServer) الزامی است.