Planen der GPU-Beschleunigung in Windows Server

Artikel
03/09/2023

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 Funktionen zur Grafikvirtualisierung vorgestellt.

Verwenden von GPU-Beschleunigung

Abhängig von Ihrer Workload sollten Sie GPU-Beschleunigung in Betracht ziehen. Folgendes sollten Sie beachten, bevor Sie sich für GPU-Beschleunigung entscheiden:

VDI/DaaS-Workloads (App- und Desktopremoting): Wenn Sie einen App- oder Desktopremotingdienst mit Windows Server erstellen, sollten Sie den Katalog der Apps berücksichtigen, von dem Sie erwarten, dass Ihre Benutzer sie ausführen. Einige Arten von Apps, z. B. CAD/CAM-Apps, Simulations-Apps, Spiele und Rendering-/Visualisierungs-Apps, basieren in hohem Maß auf 3D-Rendering, um eine reibungslose und reaktionsschnelle Interaktivität zu ermöglichen. Die meisten Kunden sehen GPUs als Notwendigkeit für eine angemessene Benutzererfahrung mit diesen Arten von Apps an.
Remoterendering-, Codierungs- und Visualisierungsworkloads: Diese grafikorientierten Workloads sind in der Regel stark von den spezialisierten Funktionen einer GPU abhängig, z. B. effizientem 3D-Rendering und Framecodierung/-decodierung, um Kosteneffizienz- und Durchsatzziele zu erreichen. Für diese Art von Workload kann eine einzelne GPU-fähige VM den Durchsatz vieler VMs erreichen, die lediglich CPU-gestützt sind.
HPC- und ML-Workloads: Bei hochgradig datenparallelen Rechenworkloads, wie z. B. Hochleistungscomputing und beim Training oder Rückschluss von Machine Learning-Modellen, können GPUs die Ergebniszeit, die Rückschlusszeit und die Trainingszeit erheblich verkürzen. Alternativ können sie eine bessere Kosteneffizienz bieten als eine reine CPU-Architektur auf einem vergleichbaren Leistungsniveau. Viele HPC- und Machine Learning-Frameworks weisen eine Option zum Aktivieren der GPU-Beschleunigung auf. Überlegen Sie, ob dies Ihrer spezifischen Workload zugute kommen könnte.

GPU-Virtualisierung in Windows Server

Technologien zur GPU-Virtualisierung 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 verwenden, um die GPU-Beschleunigung der physischen GPU für Ihre virtualisierten Apps oder Dienste nutzen zu können. 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 in Windows Server nativ unterstützt werden.

Die folgenden Technologien zur Grafikvirtualisierung sind für Hyper-V-VMs in Windows Server verfügbar:

Diskrete Gerätezuweisung (Discrete Device Assignment, DDA)
RemoteFX vGPU

Über VM-Workloads hinaus 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)

Diskrete Gerätezuweisung, (Discrete Device Assignment, DDA), auch als GPU-Passthrough bezeichnet, ermöglicht es Ihnen, einem virtuellen Computer eine oder mehrere physische GPUs exklusiv zuzuweisen. In einer DDA-Bereitstellung werden virtualisierte Workloads auf dem nativen Treiber ausgeführt und haben in der Regel vollen Zugriff auf die GPU-Funktionalität. DDA bietet das höchste Maß an App-Kompatibilität und potenzieller Leistung. DDA kann außerdem GPU-Beschleunigung für Linux-VMs bereitstellen, sofern dies unterstützt wird.

Eine DDA-Bereitstellung kann nur eine begrenzte Anzahl virtueller Computer beschleunigen, da jede physische GPU maximal eine VM beschleunigen kann. Wenn Sie einen Dienst entwickeln, dessen Architektur freigegebene virtuelle Computer unterstützt, sollten Sie das Hosten mehrerer beschleunigter Workloads pro VM in Betracht ziehen. Wenn Sie beispielsweise einen Desktopremotingdienst mit RDS erstellen, können Sie die Benutzerskalierung verbessern, indem Sie die Funktionen von Windows Server für mehrere Sitzungen nutzen, um auf jeder VM mehrere Benutzerdesktops zu hosten. Diesen Benutzer kommen die Vorteile der GPU-Beschleunigung zugute.

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 Technologie zur Grafikvirtualisierung, 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 den Gästen koordiniert. RemoteFX vGPU eignet sich am besten für Knowledge Worker und Workloads mit hohem Burst, bei denen keine dedizierten GPU-Ressourcen erforderlich sind. RemoteFX vGPU kann GPU-Beschleunigung nur für Windows-VMs bereitstellen.