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在 Windows Server 中针对 GPU 加速进行规划

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适用于：Windows Server 2025（预览版）、Windows Server 2022、Windows Server 2016、Microsoft Hyper-V Server 2016、Windows Server 2019、Microsoft Hyper-V Server 2019

本文介绍 Windows Server 中可用的图形虚拟化功能。

何时使用 GPU 加速

根据工作负荷，可能会想考虑 GPU 加速。 以下是在选择 GPU 加速之前应考虑的事项：

  • 应用和桌面远程处理 (VDI/DaaS) 工作负荷：如果要使用 Windows Server 来构建应用或桌面远程处理服务，请考虑你希望用户运行的应用目录。 某些类型的应用（例如 CAD/CAM 应用、模拟应用、游戏以及渲染/可视化应用）严重依赖 3D 渲染来提供流畅且响应迅速的交互。 大多数客户认为 GPU 是使用这些类型的应用获得合理用户体验的必要条件。
  • 远程渲染、编码和可视化工作负荷：这些面向图形的工作负荷往往严重依赖 GPU 的专用功能（例如高效的 3D 渲染和帧编码/解码），以实现成本效益和吞吐量目标。 对于此类工作负荷，启用了 GPU 的单个虚拟机 (VM) 或许能匹配多个仅使用 CPU 的 VM 的吞吐量。
  • HPC 和 ML 工作负荷：对于数据并行度高的计算工作负荷（例如高性能计算和机器学习模型训练或推理），GPU 可以显著缩短结果生成时间、推理时间和训练时间。 或者，在相当的性能水平下，它们可能会比仅 CPU 架构提供更出色的成本效益。 很多高性能计算 (HPC) 与机器学习框架均可使用 GPU 加速；请考虑 GPU 加速是否对特定工作负荷有利。

Windows Server 中的 GPU 虚拟化

GPU 虚拟化技术在虚拟化环境（通常在虚拟机内）中启用 GPU 加速。 如果工作负荷使用 Hyper-V 进行虚拟化，则需采用图形虚拟化，以便提供从物理 GPU 到虚拟化应用或服务的 GPU 加速。 但是，如果工作负荷直接在物理 Windows Server 主机上运行，则无需进行图形虚拟化；应用和服务已有权访问 Windows Server 原生支持的 GPU 功能和 API。

Windows Server 中的 Hyper-V VM 可以使用以下图形虚拟化技术：

除了 VM 工作负荷外，Windows Server 还支持 Windows 容器内容器化工作负荷的 GPU 加速。 有关详细信息，请参阅 Windows 容器中的 GPU 加速。

离散设备分配 (DDA)

通过离散设备分配 (DDA)，可以将一个或多个物理 GPU 专用于虚拟机。 在 DDA 部署中，虚拟化工作负荷在原生驱动程序上运行，通常具有对 GPU 功能的完全访问权限。 DDA 提供最高级别的应用兼容性和潜在性能。 DDA 还可以为 Linux VM 提供 GPU 加速，具体取决于支持情况。

DDA 部署只能加速有限数量的虚拟机，因为每个物理 GPU 最多只能为一个 VM 提供加速。 如果你在开发其体系结构支持共享虚拟机的服务，请考虑为每个 VM 托管多个加速工作负荷。 例如，如果要构建远程桌面服务解决方案，则可通过使用 Windows Server 的多会话功能在每个 VM 上托管多个用户桌面来提高用户规模。 这些用户可共享 GPU 加速的优点。

有关详细信息，请参阅以下文章：

GPU 分区 (GPU-P)

重要

Windows Server 2025 中的 GPU 分区处于预览版阶段。 此信息与预发行产品相关，相应产品在发行之前可能会进行重大修改。 Microsoft 不对此处提供的信息作任何明示或默示的担保。

从 Windows Server 2025 开始，GPU 分区功能允许与多个虚拟机 (VM) 共享物理 GPU 设备。 使用 GPU 分区或 GPU 虚拟化，每个 VM 将获得 GPU 的专用部分，而不是整个 GPU。

GPU 分区功能使用单根 I/O 虚拟化 (SR-IOV) 接口，该接口可为每个 VM 提供硬件支持的安全边界，且性能是可预测的。 每个 VM 只能访问专用于它们的 GPU 资源，安全硬件分区可防止其他 VM 未经授权进行访问。

有关 GPU 分区的详细信息，请参阅以下文章：

比较 DDA 与 GPU 分区

规划部署时，请考虑图形虚拟化技术之间的以下功能和支持差异：

说明 离散设备分配 GPU 分区
GPU 资源模型 仅专用 Partitioned
VM 密度 低（一个或多个 GPU 对一个 VM） 高（一个或多个 GPU 对许多 VM）
应用兼容性 供应商（DX 12、OpenGL、CUDA）提供的所有 GPU 功能 供应商（DX 12、OpenGL、CUDA）提供的所有 GPU 功能
AVC444 可通过组策略获取 可通过组策略获取
GPU VRAM GPU 支持的 VRAM 每个分区的 GPU 支持的最大 VRAM
来宾中的 GPU 驱动程序 GPU 供应商驱动程序（NVIDIA、AMD、Intel） GPU 供应商驱动程序（NVIDIA、AMD、Intel）