1999 年，NVIDIA 公司發明了圖形處理器 (GPU，Graphics Processing Unit)，讓全世界重新認識了計算機圖形的威力。2013年，NVIDIA GRID實現GPU虛擬化，用云端渲染再次改寫歷史。

VMware的桌面虛擬化技術使CPU虛擬化，然而在數據中心外部運行的所有應用程序基本上都需要依托于CPU。而且許多公司在過去進行桌面虛擬化時都曾遇到各種重大問題：不僅技術工程設計應用程序無法實現虛擬化，產品生命周期管理工具——類似于制造業中用于放置所有3D模型的存儲庫，也都無法實現虛擬化。許多創意設計應用程序，例如Adobe Photoshop，在沒有GPU的情況下進行虛擬化都會發生錯誤。

GPU虛擬化一直無法實現，直到NVIDIA GRID問世。

在過去20年中，專業應用程序開發商意識到GPU的重要性，并不斷地重新編寫其應用程序。但是兼容性成為了一個極大的挑戰。針對這一現狀，NVIDIA推出NVIDIA GRID，旨在對桌面系統的圖形技術進行虛擬化進而實現100%的應用程序兼容性。

近日，NVIDIA專業解決方案部門高級產品經理Justin Boitano接受了ZDNet記者的專訪，對Kepler GPU以及NVIDIA GRID顯卡的相關技術與發展進行了解讀。

Justin告訴記者，用戶根據對GPU的需求被分為三大類：知識工作者(Knowledge Worker)、有力使用者(Power User)和設計者(Designer)。知識工作者大多只進行基本的文本工作，而無法接觸視覺效果更好的應用程序，包括Windows平臺中的各種應用程序。而有力使用者增加了不少圖形渲染需求，而設計師對GPU的需求則毋庸置疑。NVIDIA將一部分有力使用者和設計者所在的市場稱為高端設計市場。

“我們所追求的就是在虛擬化環境中利用圖形處理器的視覺處理能力來運行所有這些應用程序。對于VMware和Citrix等公司來說，這有助于極大地拓寬虛擬化市場。我們所專注的許多初始市場都是一些要求最苛刻的用戶，他們在過去都會毫不猶豫地拒絕VDI，包括3D設計工程師和為設計師提供支持的人員，”Justin表示。

“每一位設計師下面可能有10個人需要訪問3D模型，他們的工作涉及制造組裝、銷售訂貨、采購和物流等，因此會通過PLM系統來訪問這些模型。而我們實際上非常重視這些市場，這是虛擬化方案的一個很大的增量市場”。

行業正在朝著這個方向發展。盡管當今所有知識工作者都在辦公桌前工作。但是當知識工作者做出購買決策時往往都會添加一個圖形處理器。而對于高端設計市場來說，GPU的需求就毋庸置疑了。應用程序和視覺效果在缺少GPU的情況下將大打折扣：色彩效果差，無法呈現紋理、光影和細節。于是，設計人員需要從一開始就確保設計的準確性，因而希望使用最合適的工具來開展工作，并且將營造盡可能真實的環境。

有無GPU的圖形質量差異(左圖無GPU，右圖有GPU)

如果沒有GPU，交互速度會非常慢，應用程序性能會下降明顯，光景、細節和真實感也都無法獲得。如果使用GPU情況則會大大改觀。這即是許多高級用戶希望使用GRID的主要原因。

Justin表示，NVIDIA正在支持VMware和Citrix充分發揮圖形處理器的優勢。VMWare目前提供了兩項技術，第一項技術是兩周前發布的vDGA虛擬直接圖形加速。每個用戶的虛擬機都可以獲得一個專用GPU，就像是在辦公桌前使用專用GPU和專用內存。這樣一來使用戶在該場景中能為GPU獲得全面的支持。vSGA所面臨的挑戰在于用戶可以共享GPU，但由于驅動程序工作方式限制只能獲得DirectX 9支持。

GRID卡有兩個版本，K1和K2。GRID K1配備4個Kepler GPU——均為入門級工作站版GPU。意味著每個顯卡可以支持非常高的用戶密度，不過同時需要犧牲一些性能。而K2只能容納兩個高端GPU——為最頂級的GPU。因此，GK104相當于一塊Quadra K5000顯卡。當用戶需要運行超高性能的游戲或設計應用程序時，K2將可以提供最佳性能。

GRID K1 和K2參數信息

“我們將支持合作伙伴生態系統不斷發展壯大。我們正在嘗試將所開發顯卡的數量控制在較低水平，這樣便可以更加專注于推進更多OEM廠商對我們產品的認證和支持。然后再讓所有的虛擬化公司能夠為我們的所有客戶提供具備豐富和交互式體驗的虛擬化解決方案。” Justin說道。

NVIDIA專業解決方案部門高級產品經理Justin Boitano

以下是專訪Q&A實錄：

記者：Kepler架構的一大亮點就是支持虛擬化。英偉達是否會將虛擬化作為這一代架構的賣點?

Justin Boitano：目前，我們的合作伙伴中基本上就只有Citrix支持GPU虛擬化，通過結合其虛擬機管理程序和遠程客戶端，您可以對GPU進行虛擬化并添加每個支持的用戶數量，在更多用戶之間共享GPU，同時確保NVIDIA驅動程序位于虛擬機中。而VMWare在共享方面，是通過轉換管理器運行所有命令得以解決。因此，Kepler GPU可以說是實現這一任務的基準，并且Kepler中有一個MMU。MMU可允許在虛擬機之間，即在圖形驅動程序、虛擬機和硬件之間建立一個直接的連接。所以，虛擬機管理程序不會轉換圖形命令，而是會建立連接，同時避免影響圖形性能。這樣一來，英偉達GRID便可讓技能得到有效推廣。

VMware vSGA與View vDGA的不同，后者中的Kepler GPU在圖形驅動程序、虛擬機和硬件之間建立一個直接的連接

舉例來說，Citrix推出了一個Citrix服務提供商計劃。對于不希望搭建基礎設施的小型公司來說，它們可以將這一工作外包給其他的公司，并按使用數據中心的情況來付費，以便于為其用戶提供虛擬化的應用程序。因此，這類似于通過VPN將IT管理工作外包給其辦事處，確保能夠安全交付應用程序和存放資產。他們所租用的是基礎設施，這非常類似于亞馬遜Web服務的模式，您可以從亞馬遜租用基礎設施，并按該基礎設施的使用情況向亞馬遜付費。

記者：GRID顯卡是否有與桌面虛擬化渲染器合作的整體計劃?

Justin Boitano：是的，桌面虛擬化渲染器與GRID顯卡的關系非常密切。目前，我們即將宣布與Citrix、Microsoft及VMWare合作拓寬產品組合的計劃。

記者：GRID K1和K2主要針對哪些桌面應用程序和企業級應用程序?

Justin Boitano：這些應用程序最開始主要包括產品生命周期管理和體積設計應用程序，隨后又擴展至3D工程設計應用程序。舉例來說，我們在一項調查中詢問了人們希望虛擬化哪些應用程序，其中最常見的主要有AutoCAD、Photoshop、GIS、HTML5等軟件。我們在Quadro上通過了200多個應用程序認證，并計劃在GRID上對其進行認證和支持。

我們已經開展了超過200個試點項目，并且在每一個國家都有客戶案例。那么一個比較突出的例子是，美國一家叫做CH2M HILL的建筑設計公司。這家公司使用GRID來滿足所有建筑師和設計師在辦公室和移動中的訪問需求。他們發現在實現用戶移動化之后，他們可以與城市規劃組更有效率地開展設計審查工作。通過對這些應用程序進行虛擬化，項目速度提到大幅加快。

另一個典型的案例是美國Applied Materials公司。它是美國的一家大型技術公司。這家公司從過去的7個數據中心減少為3個數據中心，分別位于北美、亞洲和努美阿。這有公司有1萬名工程師在虛擬環境中工作。他們意識到，工程師不僅需要在自己辦公桌的工作站中工作，而且還需要回家或者前往客戶辦事處開展工作，并且隨身攜帶應用程序有助于提高工作效率，進而證明該項目的投入是值得的。

記者：在英偉達未來的云計算服務模型中，Kepler GPU將發揮什么樣的作用?

Justin Boitano：在云計算方面，我們已經與亞馬遜就其基礎設施建立了合作關系，并且我們將在不久之后宣布GRID GPU如何能夠支持服務提供商為服務提供桌面系統。因此請隨時關注我們的最新動態。

記者：NVIDIA目前主打的是云游戲方面，但是從整個國內大環境來說，公有云和私有云都很成熟，但是國內的網絡非常差。在這種問題下你覺得云游戲對它的速度限制作用，是不是一個很嚴重的問題?

Justin Boitano ：NVIDIA GRID在整個行業里面，更多是在專業領域，而不是只在游戲領域。簡單來講，在服務器領域，以前有很多只為CPU設計的應用，但是現在已經開始有越來越多的GPU應用。本身從這個架構上來看，CPU的設計比較適于串行的應用，而我們的顯卡主要都是在處理大量的圖形處理，所以說本身的設計更適合并行計算。那么在云平臺環境下，有很多并行處理的需求或者圖形加速的需求，所以說我們適時的推出云計算解決方案。NVIDIA已經把GPU放在虛擬化的環境里面，分析了需要GPU在虛擬化市場里面用戶市場。NVIDIA GPU在服務器中增長幅度是非常大的，以前大部分的服務器中沒有GPU，而現在服務器的廠商對NVIDIA GPU的需求非常高，增長幅度非常快。