Situaasje: firtuele GPU's binne net inferior yn prestaasjes foar hardware-oplossingen

Yn febrewaris, Stanford hosted in konferinsje oer hege-performance computing (HPC). VMware-fertsjintwurdigers seine dat by it wurkjen mei in GPU, in systeem basearre op in wizige ESXi-hypervisor is net ynferior yn snelheid foar bleate metalen oplossings.

Wy prate oer de technologyen dy't it mooglik makken om dit te berikken.

Situaasje: firtuele GPU's binne net inferior yn prestaasjes foar hardware-oplossingen
/ foto Victorgrigas CC BY-SA

Performance issue

Neffens analisten, sa'n 70% fan wurkdruk yn datasintra virtualized. De oerbleaune 30% rint lykwols noch op blank metaal sûnder hypervisors. Dizze 30% bestiet meast út applikaasjes mei hege lading, lykas dy relatearre oan training fan neurale netwurken, en it brûken fan GPU's.

Eksperts ferklearje dizze trend troch it feit dat de hypervisor, as in tuskenlizzende abstraksjelaach, de prestaasjes fan it hiele systeem beynfloedzje kin. Yn stúdzjes fiif jier lyn kinne jo fine de gegevens oer it ferminderjen fan de wurksnelheid mei 10%. Dêrom hawwe bedriuwen en datacenteroperators gjin haast om HPC-wurklasten oer te bringen nei in firtuele omjouwing.

Mar virtualisaasjetechnologyen ûntwikkelje en ferbetterje. Op in konferinsje in moanne lyn sei VMware dat de ESXi hypervisor gjin negative ynfloed hat op GPU-prestaasjes. Computing snelheid kin wurde fermindere troch trije prosint, dat is te fergelykjen mei bleate metaal.

Hoe docht dit wurk

Om de prestaasjes fan HPC-systemen te ferbetterjen mei GPU's, hat VMware in oantal wizigingen makke oan 'e hypervisor. Benammen wie it kwyt fan 'e vMotion-funksje. It is nedich foar load balancing en meastal oerdrage firtuele masines (VMs) tusken servers of GPUs. It útskeakeljen fan vMotion resultearre yn dat elke VM no in spesifike GPU waard tawiisd. Dit holp de kosten te ferminderjen by it útwikseljen fan gegevens.

In oare wichtige komponint fan it systeem is technology DirectPath I/O. It lit de CUDA parallelle komputerbestjoerder direkt ynteraksje mei firtuele masines, troch de hypervisor te omgean. As jo ​​ferskate VM's tagelyk op ien GPU moatte útfiere, wurdt de GRID vGPU-oplossing brûkt. It dielt it ûnthâld fan 'e kaart yn ferskate segminten (mar de berekkeningssyklusen binne net ferdield).

It operaasjediagram fan twa firtuele masines yn dit gefal sil der sa útsjen:

Situaasje: firtuele GPU's binne net inferior yn prestaasjes foar hardware-oplossingen

Resultaten en prognoazes

It bedriuw tests útfierd hypervisor troch training fan in taalmodel basearre op TensorFlow. De prestaasje "skea" wie mar 3-4% yn ferliking mei bleat metaal. Yn ruil dêrfoar wie it systeem by steat om te fersprieden boarnen op fraach ôfhinklik fan de hjoeddeiske lading.

De IT-gigant ek tests útfierd mei konteners. De yngenieurs fan it bedriuw trainden neurale netwurken om ôfbyldings te herkennen. Tagelyk waarden de boarnen fan ien GPU ferdield oer fjouwer container VM's. As resultaat fermindere de prestaasjes fan yndividuele masines mei 17% (ferlike mei in inkele VM mei folsleine tagong ta GPU-boarnen). Lykwols, it oantal ôfbyldings ferwurke per sekonde ferhege trije kear. It wurdt ferwachte dat sokke systemen sil fine tapassingen yn gegevensanalyse en komputermodellering.

Under de potinsjele problemen dy't VMware kin tsjinkomme, saakkundigen allocearje nochal smel doelgroep. In lyts oantal bedriuwen wurket noch mei hege-prestaasje systemen. Hoewol't yn Statista fieredat troch 2021, 94% fan 'e wrâld syn data sintrum workloads sil virtualized. Troch foarsizzingen analysts, de wearde fan 'e HPC-merk sil groeie fan 32 nei 45 miljard dollar yn' e perioade fan 2017 oant 2022.

Situaasje: firtuele GPU's binne net inferior yn prestaasjes foar hardware-oplossingen
/ foto Global Access Point PD

Similar oplossings

D'r binne ferskate analogen op 'e merk dy't ûntwikkele binne troch grutte IT-bedriuwen: AMD en Intel.

It earste bedriuw foar GPU-virtualisaasje oanbiedingen oanpak basearre op SR-IOV (single-root input / output virtualization). Dizze technology jout de VM tagong ta in diel fan 'e hardwaremooglikheden fan it systeem. De oplossing lit jo de GPU diele tusken 16 brûkers mei gelikense prestaasjes fan virtualisearre systemen.

As foar de twadde IT reus, sy technology basearre op de hypervisor Citrix XenServer 7. It kombinearret it wurk fan in standert GPU-bestjoerder en in firtuele masine, wêrtroch't de lêste 3D-applikaasjes en buroblêden werjaan kin op 'e apparaten fan hûnderten brûkers.

De takomst fan technology

Firtuele GPU Developers meitsje in weddenskip oer de ymplemintaasje fan AI-systemen en de tanimmende populariteit fan oplossingen mei hege prestaasjes yn 'e saaklike technologymerk. Se hoopje dat de needsaak om grutte hoemannichten gegevens te ferwurkjen de fraach nei vGPU's sil tanimme.

No fabrikanten op syk nei in wei kombinearje de funksjonaliteit fan 'e CPU en GPU yn ien kearn om problemen op te lossen yn ferbân mei grafiken, wiskundige berekkeningen, logyske operaasjes en gegevensferwurking te fersnellen. It uterlik fan sokke kearnen op 'e merke yn' e takomst sil de oanpak fan boarne-virtualisaasje feroarje en har ferdieling tusken workloads yn firtuele en wolkomjouwings.

Wat te lêzen oer it ûnderwerp yn ús bedriuwsblog:

In pear berjochten fan ús Telegram-kanaal:

Boarne: www.habr.com

Add a comment