Planen der GPU-Beschleunigung in Windows Server

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 Grafikvirtualisierungsfunktionen vorgestellt, die in Windows Server verfügbar sind.

Verwendung der GPU-Beschleunigung

Je nach Workload sollten Sie die GPU-Beschleunigung in Betracht ziehen. Beachten Sie vor der Auswahl der GPU-Beschleunigung Folgendes:

  • App- und Desktopremoting-Workloads (VDI/DaaS): Wenn Sie eine App oder einen Desktopremotingdienst mit Windows Server erstellen, berücksichtigen Sie den Katalog der Apps, die Ihre Benutzer voraussichtlich ausführen. Einige Arten von Apps, z. B. CAD/CAD-Apps, Simulations-Apps, Spiele und Rendering-/Visualisierungs-Apps, basieren stark auf 3D-Rendering, um eine reibungslose und reaktionsfähige Interaktivität zu ermöglichen. Die meisten Kunden betrachten GPUs als eine Notwendigkeit für eine angemessene Benutzererfahrung mit diesen Arten von Apps.
  • Remoterendering-, Codierungs- und Visualisierungsworkloads: Diese grafikorientierten Workloads basieren in der Regel stark auf den speziellen Funktionen einer GPU, z. B. effizientes 3D-Rendering und Framecodierung/-decodierung, um Kosteneffizienz- und Durchsatzziele zu erreichen. Für diese Art von Workload kann eine einzelne GPU-fähige VM möglicherweise mit dem Durchsatz vieler virtueller Computer mit ausschließlicher CPU-Leistung übereinstimmen.
  • HPC- und ML-Workloads: Bei datenparallelen Computeworkloads wie Hochleistungs-Compute- und Machine Learning-Modelltraining oder -Rückschlüssen können GPUs die Zeit bis zum Ergebnis, die Zeit bis zum Rückschluss und die Trainingszeit erheblich verkürzen. Alternativ können sie eine höhere Kosteneffizienz bieten als eine architektur mit cpubasierter Leistung auf vergleichbarer Leistungsebene. Viele HPC- und Machine Learning-Frameworks verfügen über eine Option zum Aktivieren der GPU-Beschleunigung. Überlegen Sie, ob dies für Ihre spezifische Workload von Vorteil sein kann.

GPU-Virtualisierung in Windows Server

GPU-Virtualisierungstechnologien ermöglichen die GPU-Beschleunigung in einer virtualisierten Umgebung, in der Regel auf virtuellen Computern. Wenn Ihre Workload mit Hyper-V virtualisiert ist, müssen Sie Grafikvirtualisierung einsetzen, um gpu-Beschleunigung von der physischen GPU für Ihre virtualisierten Apps oder Dienste bereitzustellen. Wenn Ihre Workload jedoch direkt auf physischen Windows Serverhosts ausgeführt wird, ist keine Grafikvirtualisierung erforderlich. Ihre Apps und Dienste haben bereits Zugriff auf die GPU-Funktionen und APIs, die nativ in Windows Server unterstützt werden.

Die folgenden Grafikvirtualisierungstechnologien sind für virtuelle Hyper-V-Computer in Windows Server verfügbar:

Zusätzlich zu VM-Workloads 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 bekannt als GPU-Pass-Through, ermöglicht es Ihnen, eine oder mehrere physische GPUs für einen virtuellen Computer zu reservieren. In einer DDA-Bereitstellung werden virtualisierte Workloads auf dem nativen Treiber ausgeführt und haben in der Regel Vollzugriff auf die GPU-Funktionalität. DDA bietet das höchste Maß an App-Kompatibilität und potenzieller Leistung. DDA kann auch gpu-Beschleunigung für Linux-VMs bereitstellen, sofern dies unterstützt wird.

Eine DDA-Bereitstellung kann nur eine begrenzte Anzahl von virtuellen Computern beschleunigen, da jede physische GPU eine Beschleunigung auf höchstens einen virtuellen Computer bereitstellen kann. Wenn Sie einen Dienst entwickeln, dessen Architektur freigegebene virtuelle Computer unterstützt, sollten Sie mehrere beschleunigte Workloads pro VM hosten. Wenn Sie beispielsweise einen Desktopremotingdienst mit RDS erstellen, können Sie die Benutzerskalierung verbessern, indem Sie die Multisitzungsfunktionen von Windows Server nutzen, um mehrere Benutzerdesktops auf jedem virtuellen Computer zu hosten. Diese Benutzer profitieren von den Vorteilen der GPU-Beschleunigung.

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 Grafikvirtualisierungstechnologie, 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 Gästen koordiniert. RemoteFX vGPU eignet sich am besten für Knowledge Worker- und High-Burst-Workloads, bei denen keine dedizierten GPU-Ressourcen erforderlich sind. RemoteFX vGPU kann nur gpu-Beschleunigung für Windows VMs bereitstellen.

Weitere Informationen finden Sie in den folgenden Themen:

Vergleich von DDA und RemoteFX vGPU

Berücksichtigen Sie bei der Planung Ihrer Bereitstellung die folgenden Funktionen und Unterstützungsunterschiede zwischen Grafikvirtualisierungstechnologien:

Beschreibung RemoteFX vGPU Diskrete Gerätezuweisung
GPU-Ressourcenmodell Dedizierte oder freigegebene Nur dediz
VM-Dichte Hoch (mindestens eine GPUs für viele VMs) Niedrig (eine oder mehrere GPUs zu einem virtuellen Computer)
Anwendungskompatibilität DX 11.1, OpenGL 4.4, OpenCL 1.1 Alle GPU-Funktionen werden vom Hersteller bereitgestellt (DX 12, OpenGL, CUDA)
AVC444 Standardmäßig aktiviert Verfügbar über Gruppenrichtlinie
GPU VRAM Bis zu 1 GB dediziertes VRAM Bis zur Menge des von der GPU unterstützen VRAMs
Bildfrequenz Bis zu 30 Bilder pro Sekunde Bis zu 60 Bilder pro Sekunde
GPU-Treiber im Gastbetriebssystem Anzeigetreiber für RemoteFX 3D-Adapter (Microsoft) GPU-Anbietertreiber (NVIDIA, AMD, Intel)
Unterstützung des Hostbetriebssystem Windows Server 2016 Windows Server 2016; Windows Server 2019
Unterstützung des Gastbetriebssystems Windows Server 2012 R2; Windows Server 2016; Windows 7 SP1; Windows 8.1; Windows 10 Windows Server 2012 R2; Windows Server 2016; Windows Server 2019; Windows 10; Linux
Hypervisor Microsoft Hyper-V Microsoft Hyper-V
GPU-Hardware Enterprise-GPUs (z. B. Nvidia Quadro/GRID oder AMD FirePro) Enterprise-GPUs (z. B. Nvidia Quadro/GRID oder AMD FirePro)
Serverhardware Keine speziellen Anforderungen Moderner Server, stellt IOMMU dem Betriebssystem zur Verfügung (meist SR-IOV-kompatible Hardware)