Planen der GPU-Beschleunigung in Windows Server

Gilt für: Windows Server 2022, Windows Server 2016, Microsoft Hyper-V Server 2016, Windows Server 2019, Microsoft Hyper-V Server 2019

In diesem Artikel werden die in Windows Server verfügbaren Grafikvirtualisierungsfunktionen beschrieben.

Verwendung der GPU-Beschleunigung

Je nach Workload sollten Sie die GPU-Beschleunigung in Betracht ziehen. Folgendes sollten Sie berücksichtigen, bevor Sie die GPU-Beschleunigung auswählen:

  • App- und Desktopremotingworkloads (VDI/DaaS): Wenn Sie eine App oder einen Desktopremotingdienst mit Windows Server erstellen, sollten Sie den Katalog der Apps berücksichtigen, die Ihre Benutzer erwarten. Einige Arten von Apps, z. B. CAD/WEBCAM-Apps, Simulations-Apps, Spiele und Rendering-/Visualisierungs-Apps, basieren stark auf 3D-Rendering, um eine reibungslose und reaktionsfähige Interaktivität zu bieten. Die meisten Kunden betrachten GPUs als Notwendigkeit für eine angemessene Benutzererfahrung mit diesen Arten von Apps.
  • Remoterendering-, Codierungs- und Visualisierungsworkloads: Diese grafikorientierten Workloads sind in der Regel stark von den speziellen Funktionen einer GPU abhängig, z. B. effizientes 3D-Rendering und Framecodierung/-decodierung, um Kosteneffizienz und Durchsatzziele zu erreichen. Bei dieser Art von Workload kann eine einzelne GPU-fähige VM möglicherweise mit dem Durchsatz vieler nur CPU-fähige VMs übereinstimmen.
  • HPC- und ML-Workloads: Bei stark datenparallelen Computeworkloads, z. B. hochleistungsfähigen Compute- und Machine Learning-Modelltraining oder -rückschluss, können GPUs die Zeit bis zum Ergebnis, die Rückschlusszeit und die Trainingszeit erheblich kürzen. Alternativ bieten sie möglicherweise eine bessere Kosteneffizienz als eine ausschließliche CPU-Architektur auf einer vergleichbaren Leistungsstufe. Viele HPC- und Machine Learning-Frameworks verfügen über eine Option zum Aktivieren der GPU-Beschleunigung. Überlegen Sie, ob dies von Ihrer spezifischen Workload profitieren kann.

GPU-Virtualisierung in Windows Server

GPU-Virtualisierungstechnologien ermöglichen die GPU-Beschleunigung in einer virtualisierten Umgebung, in der Regel auf virtuellen Computern. Wenn Ihre Workload mit Hyper-V virtualisiert wird, müssen Sie grafikvirtualisierung einsetzen, um gpu-Beschleunigung von der physischen GPU für Ihre virtualisierten Apps oder Dienste zu ermöglichen. Wenn Ihre Workload jedoch direkt auf physischen Windows Server-Hosts ausgeführt wird, ist keine Grafikvirtualisierung erforderlich. Ihre Apps und Dienste haben bereits Zugriff auf die GPU-Funktionen und APIs, die nativ in Windows Server unterstützt werden.

Die folgenden Grafikvirtualisierungstechnologien sind für Hyper-V-VMs in Windows Server verfügbar:

Zusätzlich zu VM-Workloads unterstützt Windows Server auch die GPU-Beschleunigung von Containerworkloads in Windows Containern. Weitere Informationen finden Sie unter GPU-Beschleunigung in Windows Containern.

Diskrete Gerätezuweisung (Discrete Device Assignment, DDA)

Mit der diskreten Gerätezuweisung (Discrete Device Assignment, DDA), auch bekannt als GPU-Pass-Through, können Sie eine oder mehrere physische GPUs für einen virtuellen Computer zuweisen. In einer DDA-Bereitstellung werden virtualisierte Workloads auf dem nativen Treiber ausgeführt und haben in der Regel Vollzugriff auf die GPU-Funktionalität. DDA bietet den höchsten Grad an App-Kompatibilität und potenzieller Leistung. DDA kann auch gpu-Beschleunigung für Linux-VMs bereitstellen, die unterstützt werden.

Eine DDA-Bereitstellung kann nur eine begrenzte Anzahl von virtuellen Computern beschleunigen, da jede physische GPU eine Beschleunigung für maximal einen virtuellen Computer bereitstellen kann. Wenn Sie einen Dienst entwickeln, dessen Architektur freigegebene virtuelle Computer unterstützt, sollten Sie erwägen, mehrere beschleunigte Workloads pro VM zu hosten. Wenn Sie beispielsweise einen Desktop-Remotingdienst mit RDS erstellen, können Sie die Benutzerskalierung verbessern, indem Sie die Funktionen von Windows Server für mehrere Sitzungen nutzen, um mehrere Benutzerdesktops auf jedem virtuellen Computer zu hosten. Diese Benutzer werden die Vorteile der GPU-Beschleunigung teilen.

Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Themen:

RemoteFX vGPU

Hinweis

Aufgrund von Sicherheitsbedenken ist RemoteFX vGPU in allen Windows-Versionen ab dem Sicherheitsupdate vom 14. Juli 2020 standardmäßig deaktiviert und wird mit dem Sicherheitsupdate vom 13. April 2021 entfernt. Weitere Informationen dazu finden Sie in KB 4570006.

RemoteFX vGPU ist eine Grafikvirtualisierungstechnologie, mit der eine einzelne physische GPU von mehreren virtuellen Computern gemeinsam genutzt werden kann. In einer RemoteFX vGPU-Bereitstellung werden virtualisierte Workloads auf dem RemoteFX 3D-Adapter von Microsoft ausgeführt, der GPU-Verarbeitungsanforderungen zwischen Dem Host und Gästen koordiniert. RemoteFX vGPU eignet sich am besten für Knowledge Worker- und High-Burst-Workloads, bei denen keine dedizierten GPU-Ressourcen erforderlich sind. RemoteFX vGPU kann nur GPU-Beschleunigung für Windows bereitstellen.

Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Themen:

Vergleichen von DDA und RemoteFX vGPU

Berücksichtigen Sie bei der Planung Ihrer Bereitstellung die folgenden Funktionen und Unterstützungsunterschiede zwischen Grafikvirtualisierungstechnologien:

Beschreibung RemoteFX vGPU Diskrete Gerätezuweisung
GPU-Ressourcenmodell De dedicated oder shared Nur de dedicated
VM-Dichte Hoch (mindestens eine GPUs für viele VMs) Niedrig (mindestens eine GPUs für einen virtuellen Computer)
Anwendungskompatibilität DX 11.1, OpenGL 4.4, OpenCL 1.1 Alle GPU-Funktionen werden vom Hersteller bereitgestellt (DX 12, OpenGL, CUDA)
AVC444 Standardmäßig aktiviert Verfügbar über Gruppenrichtlinie
GPU VRAM Bis zu 1 GB dediziertes VRAM Bis zur Menge des von der GPU unterstützen VRAMs
Bildfrequenz Bis zu 30 Bilder pro Sekunde Bis zu 60 Bilder pro Sekunde
GPU-Treiber im Gastbetriebssystem Anzeigetreiber für RemoteFX 3D-Adapter (Microsoft) GPU-Anbietertreiber (NVIDIA, AMD, Intel)
Hostbetriebssystemunterstützung Windows Server 2016 Windows Server 2016; Windows Server 2019
Unterstützung des Gastbetriebssystems Windows Server 2012 R2; Windows Server 2016; Windows 7 SP1; Windows 8.1; Windows 10 Windows Server 2012 R2; Windows Server 2016; Windows Server 2019; Windows 10; Linux
Hypervisor Microsoft Hyper-V Microsoft Hyper-V
GPU-Hardware Enterprise-GPUs (z. B. Nvidia Quadro/GRID oder AMD FirePro) Enterprise-GPUs (z. B. Nvidia Quadro/GRID oder AMD FirePro)
Serverhardware Keine speziellen Anforderungen Moderner Server, stellt IOMMU dem Betriebssystem zur Verfügung (meist SR-IOV-kompatible Hardware)