一種基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法與流程

2023-04-28 11:06:56 2

本發明涉及伺服器測試技術，具體的說是一種基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法。

背景技術：

當前伺服器上運行的用戶虛擬機作業系統，大部分是讓CPU來滿足所有用戶的3D、多媒體應用、視頻高清等需求，導致虛擬機對視頻、圖形加速不完善，實際效果不太理想。另一方面，GPU技術也如同CPU技術一樣快速發展。GPU主要進行浮點運算和並行運算，其浮點運算和並行運算速度可以比CPU強上百倍之多,特別是在圖形運算方面，GPU的能力更勝一籌，GPU替代CPU也是圖形運算方面的未來發展趨勢。因此如何將GPU技術與虛擬化技術完美融合，也成為近年來虛擬化行業中越來越熱門的技術課題。

VMware虛擬化針對當前虛擬機對視頻、圖形加速不完善的現狀，以其自主研發的虛擬化軟體及過硬的技術支撐，將GPU技術與虛擬化技術進行了極好融合。VMware實現GPU的虛擬化之後，可以讓運行在數據中心伺服器上的虛擬機實例共享使用同一塊或多塊GPU處理器進行圖形運算，這種安全且高效的桌面訪問方式，被越來越多的用戶追捧。隨著VMware產品被廣泛使用，常常利用Horizon View中的GPU虛擬化功能來提高圖形密集型應用的性能表現。VMwar可以提供3種不同的GPU虛擬化方案—vSGA、vDGA、Soft 3D，客戶可根據實際應用需要進行靈活的選擇。

1.vSGA

vSGA的功能是利用在ESXi主機中本機安裝的物理GPU(圖形處理單元，也稱為顯卡)為眾多虛擬桌面提供硬體加速3D圖形。vSGA允許ESXi使用安裝在伺服器上的物理GPU。它可以將GPU劃分為多個不同的虛擬適配器，為每臺虛擬機分配最高512MB的圖像內存。因為vSGA使用和Soft 3D同樣的顯示驅動程序，所以可以很容易地實現從軟體加速到硬體加速的轉換。Horizon View 5.2和更高的版本支持VMware vSGA。

2.vDGA

vDGA是VmwareView提供的專有硬體圖形加速功能，用於為需要獨立GPU的使用情形提供高端工作站顯卡。使用vDGA時，利用VMware Direct PathI/O將安裝在底層主機中的圖形適配器分配給虛擬機。將獨立GPU分配給虛擬機，會讓整個GPU專供該虛擬機使用。

3.Soft 3D

Soft 3D允許VMware ESXi主機中的虛擬機(VM)使用軟體模擬來GPU——並不需要物理顯卡，雖不能提供很高的處理性能，但可以為那些只需要一般3D圖形處理能力的應用提供一個免費的替代方案。通過VMware Tools將顯卡驅動安裝到Windows桌面上。

VMware和GPU作為伺服器重要的軟、硬體構成體，一直是伺服器質量測試的重點，但是很少有測試方案將兩者融合在一起，進行基本功能和性能測試。

技術實現要素：

本發明針對目前技術發展的需求和不足之處，提供一種基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法。

本發明所述一種基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法，解決上述技術問題採用的技術方案如下：所述一種基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法，通過評估GPU虛擬化基本功能，驗證GPU/顯卡虛擬化功能是否能夠滿足業務要求，完成GPU虛擬化的基本功能和性能的測試；其實現過程主要包括兩個步驟：測試vDGA功能與性能，以及測試vSGA的功能與性能。

優選的，所述測試vDGA功能與性能這一步驟是指：使用Spec ViewPerf 11工具在GPU虛擬桌面上測試3D設計類軟體運行的分值，然後查看vDGA的ViewPerf值，將該分值與spec.org發布的顯卡性能測試標準進行對比。

優選的，所述測試vSGA的功能與性能這一步驟包括：運行3DMark06軟體，使用ESXi命令行查詢GPU的使用情況，得出測試分值，將該分值和其他團隊近期所做的vSGA測試分值進行對比。

本發明所述一種基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法與現有技術相比具有的有益效果是：本發明通過評估GPU虛擬化基本功能，驗證GPU顯卡虛擬化功能是否可以滿足業務要求，能夠將伺服器質量測試重點的軟、硬體構成體VMware和GPU很好的融合在一起，完成GPU虛擬化的基本功能和性能的測試；該GPU虛擬化性能測試方法構思新穎、操作簡單，填補了GPU虛擬化測試方面的空白，為後續完善GPU虛擬化測試提供基礎，因此在GPU虛擬化性能測試方面具有重大的實用性。

具體實施方式

為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，對本發明所述一種基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法進一步詳細說明。

實施例：

本實施例一種基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法，通過評估GPU虛擬化基本功能，驗證GPU/顯卡虛擬化功能是否能夠滿足業務要求，完成GPU虛擬化的基本功能和性能的測試；其實現過程主要包括兩個步驟：測試vDGA功能與性能，以及測試vSGA的功能與性能。

所述測試vDGA功能與性能這一步驟是指：使用Spec ViewPerf 11工具在GPU虛擬桌面上測試Catia、Ensight、Lightware、Maya、ProE 3D設計類軟體運行的分值，將該分值與第三方標準性能評估組織spec.org發布的顯卡性能測試標準進行對比；

具體過程：首先運行Spec ViewPerf 11，然後查看vDGA的ViewPerf值，最後，將上步所得分值與spec.org公布數據對比；通過對比可看出GRID K1的vDGA性能相當於Quadro 5000顯卡的性能；表1為NVIDIA Quodro 4000/5000/6000顯卡的3D顯示處理性能指標，如下：

所述測試vSGA的功能與性能這一步驟包括：運行3DMark06軟體得出測試分值，將該分值和其他團隊近期所做的vSGA測試分值進行對比；首先運行3DMark06，使用ESXi命令行查詢GPU的使用情況，然後查看3DMark06的分值，最後對比其他團隊近期所做的vSGA測試分值。

本實施例所述基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法，具體實施時，首先搭建基於Horizon view的GPU虛擬桌面，這一過程主要包括如下步驟：

1)安裝GPU驅動：

(1)首先，下載GPU驅動並將驅動上載到主機上的數據存儲；可以通過vSphere Client將GPU驅動上傳至ESXI的本地硬碟上的/vmfs/volumes/datastorage1的目錄上；

(2)然後，開啟SSH服務：點選主機，「配置」-「安全配置文件」-「屬性」-啟動SSH服務；

(3)將主機置於維護模式；

(4)通過SSH連接主機並執行驅動安裝命令：

esxcli software vib install-v

/vmfs/volumes/NVIDIA-VMware-304.76-1OEM.510.0.0.802205.x86_64.vib

(5)校驗Xorg服務是否正常運行；

執行以下命令校驗Xorg服務是否正在運行

#/etc/init.d/xorg status

(6)重啟主機，使驅動生效。

2)配置VMware View桌面池

(1)在View Manager中，導航到要對其啟用3D渲染的View池，然後單擊「編輯」轉到「池設置」選項卡，設置項參考遠程顯示協議部分的值；

(2)單擊「3D呈現器」-「配置」設置虛擬機顯卡容量大小，最大支持512MB；

(3)通過vSphere Client將虛擬桌面關閉再啟動，使3D呈現功能生效。

3)驗證vSGA是否啟動：使用DirectX查看vSGA是否已經啟動；

4)查看ESXi主機上的GPU資源使用狀態；

5)安裝配置vDGA：

(1)啟動主機GPU直通：使用vSphere Client連接到vCenter，並選擇安裝了GPU卡的主機，點選「主機」-「配置」-「高級設置」-「配置直通」-勾選設備-點擊確定；

(2)啟用虛擬機GPU直通：更新虛擬機硬體版本(至9及以上版本)，選中虛擬機-「右鍵」-「升級虛擬硬體」；

在虛擬機設置窗口的「資源」選項卡的「內存」選項中選擇「預留所有客戶機內存「選項；預留為虛擬機配置的所有內存，使得vDGA正常工作。如果虛擬機分配了2GB內存，則需要將2GB內存全部預留；

(3)選擇並添加PCI設備；

(4)查看vGDA是否已使用GPU的驅動：在虛擬機的設備管理器下查看GPU的信息是否可以正確顯示，使用DirectX工具診斷虛擬機否使用NVIDIA顯卡。

通過上述步驟，能夠完成GPU虛擬化配置，然後即可實現本實施例所述基於VMware的GPU虛擬化性能測試方法，進行測試vDGA功能與性能，以及測試vSGA的功能與性能。

上述具體實施方式僅是本發明的具體個案，本發明的專利保護範圍包括但不限於上述具體實施方式，任何符合本發明的權利要求書的且任何所屬技術領域的普通技術人員對其所做的適當變化或替換，皆應落入本發明的專利保護範圍。