云游戏行业研究报告：中国云游戏（67页）

 GPU直通方式，将承载虚拟机的云平台的物理节点上的GPU显卡绑定分配给用户虚拟机，终端用户通过终端远程接入用户虚拟机，虚拟机就可以使用GPU获取3D加速能 力，是最早采用也是最成熟的方案。  优点：1、 性能损失小：GPU直通技术由于没有设备模拟和转换的过程，性能损耗极小，GPU直通虚拟机的GPU性能与裸机上的GPU相比性能损失小于5%。2、 功能兼 容性好：虚拟机里直接安装的是GPU厂商的驱动，直通设备可无损使用GPU的各项特性和功能。3、 对GPU厂商无依赖：需要搬迁GPU服务器到云上非常简单，耗时短。  缺点：1、不支持热迁移（Live Migration）；2、不支持GPU资源的分割：每个用户都对应一个GPU的GPU直通模式实现方式要比资源共享方式的价格更昂贵，如果 GPU数量有限，那么GPU直通模式将会面临无法扩展足够多的资源来应对峰值请求的情况；3、监控缺失。 代表厂商：Nvidia Tesla，AMD FirePro，Intel Gen8/Gen9

2、GPU SRIOV  SR-IOV通过将PF分为多个VF为上层虚拟机使用，相当于虚拟机绕过VI直接使用PCIe 设备处理I/O和传输数据。GPU SRIOV的调度系统：分时复用的策略，一个GPU的时 间按照特定时间段分片，每个VM拿到特定的时间片。在这些时间片段中，这个VM享用GPU的硬件的全部资源。 优点：①实现SR-IOV之后，VMM把中断交给虚拟机处理,而不是VMM处理I/O，提高了性能；②虚拟机直接和PCIe设备交互减轻物理主机CPU负担，使之有能力承载更 多虚拟机；③SR-IOV虚拟化技术可以减少客户所需PCIe设备数量，进而节省PCIe插槽；④SR-IOV可以与其他的I/O虚拟化技术进行结合提供一个更加完整的兼具高性能 和安全性的解决方案。 缺点：GPU SRIOV目前最多可以开启到16个VM，面对需要大量VM且每个VM都需带有GPU图形处理能力的请求、但每个VM对渲染能力要求不高时，此方案则不适用。  代表厂商：AMD S7150、MI25 3、vGPU分片虚拟化。 分片主要从两个维度定义：1）对GPU进行时间片段上的划分：类似于CPU的进程调度，单个物理GPU的处理能力在多个vGPU之间共享，调度时间片一般都在1ms- 10ms左右；2）对GPU资源直接划分：主要指对GPU显存的划分，以NVIDIA为例，一个物理GPU带有16GB的显存，若按照16个vGPU来划分，每个vGPU可得到1GB的 显存。由于安全隔离的要求，每个vGPU独享分配的显存，不会与其他vGPU共享。 特性：调度更加灵活，最新的vGPU 7.X可以实现多个物理GPU虚拟化后分配给一个用户，实现资源更合理的调度。 代表厂商：NVIDIA GRID vGPU系列、Intel的GVT-g(XenGT or KVMGT)。

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