GPU仮想化の取り組み

2013年5月 エンタプライズソリューション統括本部 ソリューションビジネス開発部

NVIDIA VGXとは • 近年、セキュリティやソフトウェア管理、コンピュータリソース集約という観点からVDI（Virtual Desktop Infrastructure）が企業インフラに浸透。

• 但し、高解像を求められるソフトウェア（3D/CADやCG制作、医療画像など）への適用が難しく、GPU搭載ワークステーションのVDI化は先送り。

• NVIDIAからGPU仮想化技術VGXに対応したGrid K1/K2がリリースされ、Dell PowerEdge R720搭載モデルが3/26より販売開始。

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VGXのメカニズム①

APIインターセプト GPUパススルー GPU仮想化

より画像リッチなソリューション向け

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VGXのメカニズム②

APIインターセプト GPU仮想化 GPUパススルー

対象ユーザ

Microsoft Officeなどを使うナレッジユーザ

エントリー～ミッドレンジのCADやCGコンテンツ制作

ハイエンドのCADやCGコンテンツ制作

対応GPU Grid K1/K2 Grid K1/K2 Quadroシリーズ、 Grid K1/K2

対応ベンダおよびテクノロジ

Microsoft Windows Server 2012 RemotoFX（DirectX 9/10/11のみ）、 VMware vSGA（DirctX 9とOpenGL 2.1のみ）

Citrix XenServer & XenDesktop

Citrix XenServer 6 & XenDesktop 5.6 HDX 3D Pro、 VMware vDGA

特徴 ソフトウェアによる仮想化、APIに制限あり

ハードウェアによる仮想化、APIに制限なし

仮想マシンにGPUを一つずつ割り当て、APIに制限なし

GPU：VDI 1:16以上 （K2の場合は32以上）

1:2 （K2の場合は4VDI）

1:1 （K2の場合は2VDI）

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PowerEdge R720 実装イメージ

XenServer

GPUパススルー または GPU仮想化

NVIDIA Grid K2

仮想ワークステーション環境

PowerEdge R720

• Quadro 4000を利用した”GPUパススルー”について検証を実施（詳細は別スライド）。5月よりGrid K2で”GPUパススルー”の検証を実施予定。

• “GPU仮想化”はCitrixより対応製品リリースに合わせて検証予定。

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APIインターセプト： vSGAによる検証

• PowerEdge R720にGrid K2を2基搭載しVMwareのAPIインターセプト（vSGA）を検証。100ユーザ分の仮想GPU環境を提供、2012年5月のUS開催GTC2012でデモ実施（以下はAutodesk Inventorの画面デモ）。

http://bit.ly/10EfFXm

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GPUパススルーによる検証 • R720にQ4000を2基搭載しCitrixのGPUパススルーを検証。LAN回線は

100MbpsでCitrixのHDX 3D（画面転送制御）の設定を変えながら実施。

• ベンチマークツール（SpecViewPerf及びUnigineHeavenBenchmark）を使ってOpenGLとDirectXの性能評価、ならびに、3D/CADソフトのNXを用いてCADエンジニアによる画面品質ならびにレスポンスの体感評価を実施（パーツ約3,500点、ファイルサイズ約950MB）。

• ベンチマークツールのスコアとしては、物理環境と比べ20%ほどの低下が見られたが、境界線のにじみや残像などなく、操作・描画ともに違和感は見られなかった。また仮想ワークステーションに割り当てるメモリサイズには影響がなく、CPUやグラフィクスドライバのバージョンなどによって左右されることが判明した。

• 今後、Grid K2を用いた検証実施予定 （NXほか、CATIA、Pro/Eなど）。

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製品詳細と VGXソリューションイメージ

8 Confidential

NVIDIA Grid K1/K2の詳細

GRID K1

GRID K2

GPUの数 4 x ハイエンドKepler GPU 2 x ハイエンドKepler GPU

総NVIDIA CUDA コア 768 3072

総メモリサイズ 16 GB DDR3 8 GB GDDR5 最大出力 130 W 225 W

ボードの長さ 10.5” 10.5” ボードの高さ 4.4” 4.4” ボードの幅 デュアルスロット デュアルスロット

ディスプレイIO なし なし 補助電源 6ピンコネクタ 8ピンコネクタ

PCIe x16 x16

PCIe の世代 Gen3 (Gen2と互換性あり) Gen3 (Gen2と互換性あり)

冷却機構 パッシブ パッシブ

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Grid K1/K2搭載可能なPowerEdgeサーバ

・インテル® Xeon

® E5-2600

・24x DDR3, 最大768GB ・ホットプラグHDDベイ - 2.5” × 16 - 3.5” × 12

・PCI Gen3 ×7スロット ・PCIe SSD x4台 搭載可能 ・デュアルRAID対応 ・GPGPU 最大2基搭載(最大300W)

2Uラックマウント型、GPUを2基搭載可能

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Dell エンドツーエンドソリューション

Volume

仮想マシン 仮想デスクトップを提供 ネットワーク

Dell Force10

ストレージプール Dell Compellent Dell EqualLogic

WAN 携帯端末

ゼロクライアント Dell Wyse

セキュリティゲートウェイ FireWall: Dell SonicWall NSA SSL-VPN: Dell SonicWall SRA

VDIサーバ Dell PowerEdge R720 w/

NVIDIA Grid K2

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解析シミュレーション可視化処理との連携

PowerEdge C8000

Tesla K20 （2/11に発売開始）

1スレッドに2基搭載、 1シャーシで計8基搭載可

XenServer

HPCクラスタ

Grid K2 （3/26に発売開始） 1サーバに2基搭載可

PowerEdge R720

解析シミュレーション結果

解析結果 可視化

CAD ソフト

CAD ソフト

解析結果 可視化

ワークステーション仮想化（GPUパススルー/GPU仮想化）

VDIにGPUリソースを割り当て

VDI

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第12世代 PowerEdgeサーバGPGPU搭載モデル

高密度実装 タワー型

シングル システム

搭載密度

規模

大規模 クラスタ

外部拡張BOX C410x

（GPGPU 16枚搭載）

ワークステーション R5400

ラックマウント型 R720

（GPGPU 2枚内蔵）

タワー型 T620

（GPGPU 4枚内蔵）

高密度型 C8000

（GPGPU ８～10枚搭載）

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VGXソリューション お問い合わせ先： JP_ESG_BDM@Dell.com

本資料に掲載の社名、各製品名は各社の登録商標または商標です。

本ソリューションは、デルTechcenterに掲載されています。 URL: http://www.dell.com/jp/delltechcenterj Twitter: @DellTechcenterJ