فناوری vGPU چیست؟ کاربرد گرافیک مجازی برای سازمان ها

زمان مطالعه: ۹ دقیقه

با توجه به نیاز های متغیر سازمان‌ها در دنیای مدرن، فناوری VGPU (Virtual GPU – گرافیک مجازی ) از شرکت NVIDIA به سازمان ها کمک میکند تا موثرتر، بهینه تر، و با شتاب بیشتری به سمت هدف خود حرکت کنند. در این مقاله به بررسی این فناوری و کاربردهای آن برای سازمان ها میپردازیم.

نرم افزار NVIDIA vGPU روی یک GPU فیزیکی در یک سرور مرکزی داده ابری یا سازمانی نصب می شود و GPUهای مجازی متعددی را ایجاد می کند که می توانند در چندین ماشین مجازی به اشتراک گذاشته شوند و توسط هر دستگاهی و در هر مکانی قابل دسترسی باشند. همچنین، با وجود این فناوری، اگر عضو به خصوصی از تیم نیاز به عملکرد گرافیکی بالاتری داشته باشند، تخصیص منابع GPU اضافی به کاربران سریع و آسان است و به عبارت دیگر، امکان تعلق دادن قدرت چندین کارت گرافیکی به  یک کاربر وجود دارد.

نرم افزار vGPU از NVIDIA (کارت گرافیکی مجازی)، امکان دستیابی به عملکرد بهینه را برای حجم های کاری متعدد از ایستگاه های مجازی کاری که گرافیک سنگینی دارند، تا علم داده و هوش مصنوعی را به کاربران میدهد و به تیم IT این قابلیت را میدهد از مزایا مدیریتی و امنیتیِ مجازی سازی بهره مند شوند و همچنین، قدرت عملکرد منحصر به فرد پردازنده های گرافیکی NVIDIA را به کار گیرند. این فناوری به بهبود بهره‌وری و همچنین کاهش هزینه‌ها کمک می‌کند.

این قابلیت به سازمان‌ها این امکان را می‌دهد که قدرت گرافیکی خود را به‌صورت انعطاف‌پذیر و بسته به نیاز توزیع کنند. به عنوان مثال:

• اشتراک‌گذاری یک GPU میان چندین ماشین مجازی: در این حالت، چند کاربر مختلف می‌توانند همزمان از یک GPU استفاده کنند، به این ترتیب که هر کاربر درصدی از قدرت GPU را دریافت می‌کند. این رویکرد برای کاربرانی که به قدرت پردازشی زیادی نیاز ندارند، مانند کارمندان اداری یا کسانی که از دسکتاپ‌های مجازی استفاده می‌کنند، ایده‌آل است.
• تخصیص چند GPU به یک ماشین مجازی: در مواردی که یک کاربر یا اپلیکیشن به قدرت گرافیکی بالاتری نیاز دارد، مانند کاربرانی که با برنامه‌های گرافیکی سنگین یا پردازش داده‌های حجیم (مانند یادگیری عمیق و هوش مصنوعی) سروکار دارند، می‌توان چندین GPU فیزیکی را به یک ماشین مجازی اختصاص داد. این امکان به کاربران اجازه می‌دهد تا به‌صورت متمرکز و بدون کاهش عملکرد به کارهای سنگین بپردازند.

چرا از گرافیک مجازی NVIDIA vGPU استفاده کنیم؟

عملکرد Bare Metal

یکی از مزیت‌های اصلی vGPU این است که کاربران می‌توانند بدون احساس افت عملکرد، تجربه‌ای مشابه با سرورهای اختصاصی فیزیکی (bare metal) داشته باشند. در سرورهای bare metal، منابع سخت‌افزاری مانند پردازنده گرافیکی به‌صورت اختصاصی در اختیار یک کاربر یا برنامه قرار می‌گیرند و این به معنای استفاده از تمام ظرفیت آن است.

فناوری vGPU به گونه‌ای طراحی شده که این تجربه را شبیه‌سازی کند؛ به طوری که کاربر احساس نمی‌کند در محیط مجازی کار می‌کند. تفاوت عملکرد بین vGPU و سرورهای فیزیکی bare metal تقریبا غیر قابل تشخیص است.

این به دلیل معماری پیشرفته NVIDIA است که منابع GPU را به طور بهینه میان ماشین‌های مجازی تقسیم می‌کند و امکان دسترسی مستقیم به قدرت خام پردازش را فراهم می‌سازد. به همین دلیل، کاربران حرفه‌ای که با برنامه‌های گرافیکی سنگین کار می‌کنند، می‌توانند بدون نگرانی از کاهش سرعت با کیفیت، از این فناوری استفاده کنند.

به عبارتی دیگر، این فناوری، با وجود افزایش مقیاس‌پذیری و مدیریت آسانتر، همچنان عملکردی در سطح سرورهای فیزیکی را ارائه میدهد. 

مدیریت و نظارت

یکی از مزایای بزرگ فناوری vGPU، مدیریت و نظارت ساده و کارآمد آن است. سازمان‌ها می‌توانند از ابزارهای استاندارد مدیریت مرکز داده که قبلاً با آن‌ها آشنا هستند، مانند Live Migration استفاده کنند.

Live Migration معمولاً زمانی انجام می شود که یک ماشین میزبان (host) فیزیکی (رایانه یا سرور) نیاز به تعمیر و نگهداری یا به روز رسانی داشته باشد، یا زمانی که یک VM باید به میزبان دیگری سوئیچ شود. این فرآیند حافظه VM، اتصال شبکه و ذخیره سازی را انتقال می دهد. این قابلیت به تیم‌های IT اجازه می‌دهد تا در صورت نیاز به تعمیرات یا به‌روزرسانی‌ها، ماشین‌های مجازی را به‌صورت آنی جابجا کنند، بدون اینکه کاربران متوجه اختلال شوند.

با استفاده از فناوری vGPU، نظارت لحظه‌ای بر منابع GPU به‌راحتی انجام می‌شود و تیم IT می‌تواند از طریق کنسول‌های مدیریتی، مصرف منابع گرافیکی کاربران و ماشین‌های مجازی را در هر لحظه پایش کند. این باعث می‌شود که اختصاص بهینه منابع به کاربران انجام شود و در صورت نیاز، GPUهای بیشتری به یک کاربر خاص اختصاص داده شود یا منابع مجدداً توزیع شوند.

همچنین، vGPU قابلیت ادغام با ابزارهای مجازی‌سازی رایج مانند VMware vSphere یا Citrix XenServer را دارد که به سازمان‌ها اجازه می‌دهد مدیریت متمرکزی بر روی تمامی سرورها و منابع گرافیکی خود داشته باشند. این یکپارچگی با ابزارهای موجود، باعث کاهش پیچیدگی و افزایش کارایی در عملیات روزمره مدیریت مرکز داده می‌شود.

استفاده بهینه از منابع

فناوری NVIDIA vGPU به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا از منابع گرافیکی به شکل بهینه استفاده کنند. در حالت سنتی، هر کارت گرافیکی (GPU) به‌صورت اختصاصی به یک سرور یا ماشین مجازی تعلق می‌گیرد، اما با استفاده از vGPU، یک GPU فیزیکی می‌تواند بین چندین ماشین مجازی به اشتراک گذاشته شود، یا برعکس، چندین GPU فیزیکی می‌توانند به یک ماشین مجازی واحد اختصاص داده شوند.

این سطح از انعطاف‌پذیری و تخصیص منابع باعث می‌شود که سازمان‌ها به بهره‌وری بیشتری از GPUهای خود دست یابند و هزینه‌های اضافی برای خرید سخت‌افزارهای بیشتر کاهش یابد. علاوه بر این، مدیریت منابع گرافیکی به شکل پویا و متناسب با نیازهای متغیر کاربران می‌تواند به کاهش هزینه‌های انرژی و نگهداری نیز کمک کند.

بهبود تداوم کسب و کار

یکی از چالش‌های بزرگ سازمان‌ها در دنیای مدرن، تطبیق با شرایط متغیر و پاسخگویی به نیازهای جدید کسب و کار است، به ویژه در حوزه‌هایی مانند دورکاری و کار هیبریدی. پس از شیوع ویروس کرونا، بسیاری از کسب‌وکارها مجبور شدند ساختارهای کاری خود را به سرعت تغییر دهند. فناوری vGPU به سازمان‌ها کمک می‌کند تا بدون نیاز به سرمایه‌گذاری‌های سنگین در زیرساخت‌های جدید، انعطاف‌پذیری بالا و تداوم کسب‌وکار را حفظ کنند.

با استفاده از vGPU، تیم‌های IT می‌توانند دسکتاپ‌های مجازی قدرتمند را برای کاربران ایجاد کنند که از هر مکانی و با هر دستگاهی قابل دسترسی باشد. این به کارمندان اجازه می‌دهد که با اتصال به محیط کاری خود از طریق شبکه، همان تجربه و عملکردی را که در دفتر کار داشتند، از راه دور نیز داشته باشند. از برنامه‌های گرافیکی سنگین گرفته تا نرم‌افزارهای روزمره، همه برنامه های مورد نیاز بدون لگ یا کاهش عملکرد قابل استفاده هستند.

نرم افزارهای VGPU

نرم افزار vGPU بر اساس نیاز سازمان ها در ۴ نسخه موجود است.

NVIDIA Virtual Compute Server (vCS)

NVIDIA Virtual Compute Server) vCS) یک راهکار پیشرفته است که برای کاربرانی با حجم‌های کاری سنگین مانند هوش مصنوعی، یادگیری عمیق (Deep Learning) و علم داده طراحی شده است. این نسخه از vGPU به کاربران اجازه می‌دهد تا از قدرت بی‌نظیر پردازش گرافیکی برای اجرای کارهای پیچیده محاسباتی استفاده کنند.

در این نسخه، Compute Driver (درایور محاسباتی NVIDIA) به‌کار گرفته شده است که به ماشین‌های مجازی اجازه می‌دهد پردازش‌های سنگین GPU را انجام دهند، به‌ویژه در زمینه‌هایی مانند:

• آموزش مدل‌های هوش مصنوعی و شبکه‌های عصبی
• پردازش داده‌های بزرگ و تحلیلی
• شبیه‌سازی‌های علمی و محاسباتی که به قدرت محاسباتی بالا نیاز دارند.

NVIDIA Quadro Virtual Data Center Workstation (vWDS)

NVIDIA Quadro Virtual Data Center Workstation) vWDS) برای کاربرانی طراحی شده است که به قدرت گرافیکی بالا و اجرای برنامه‌های حرفه‌ای گرافیکی سنگین نیاز دارند. این نسخه به‌ویژه برای صنایعی مانند طراحی مهندسی، معماری، انیمیشن‌سازی سه‌بعدی، و تولید محتوای رسانه‌ای مناسب است که در آن‌ها کیفیت رندرینگ گرافیکی و سرعت پردازش از اهمیت بالایی برخوردارند.

در نسخه vWDS، از Quadro Driver مخصوص NVIDIA استفاده می‌شود که عملکرد و پایداری بی‌نظیری را برای اپلیکیشن‌های حرفه‌ای تضمین می‌کند. این نسخه به کاربران اجازه می‌دهد که:

• مدل‌های سه‌بعدی پیچیده را با دقت و کیفیت بالا طراحی و رندر کنند.
• از نرم‌افزارهایی مانند AutoCAD، SolidWorks، Revit، Maya و ۳ds Max به شکلی کاملاً بهینه و بدون لگ استفاده کنند.
• پردازش‌های سنگین گرافیکی را بدون نیاز به سخت‌افزارهای فیزیکی گران‌قیمت در محیط‌های مجازی انجام دهند.

با استفاده از vWDS، سازمان‌ها می‌توانند منابع گرافیکی را میان چندین کاربر به اشتراک بگذارند، در حالی که همچنان تجربه‌ای مشابه با کار روی یک ایستگاه کاری فیزیکی را برای هر کاربر فراهم می‌کنند. این راهکار به کاربرانی که نیاز به طراحی‌های دقیق و حرفه‌ای دارند، اجازه می‌دهد که از هر جایی به محیط‌های کاری خود دسترسی داشته باشند و با بالاترین کیفیت و بدون کاهش عملکرد، به کارهای خود ادامه دهند.

NVIDIA Grid Virtual PC (vPC)

NVIDIA Grid Virtual PC) vPC) برای کاربرانی طراحی شده است که از دسکتاپ ابری استفاده می‌کنند و بیشتر با اپلیکیشن‌های روزمره PC مانند مرورگرهای وب، نرم‌افزارهای اداری (مثل Microsoft Office)، و پخش چندرسانه‌ای سروکار دارند. این نسخه مناسب سازمان‌هایی است که نیاز دارند تعداد زیادی از کاربران خود را به صورت همزمان و در محیط‌های مجازی مدیریت کنند، بدون اینکه هر کاربر نیاز به یک سیستم قدرتمند فیزیکی داشته باشد.

این نسخه از فناوری vGPU به کاربران اجازه می‌دهد تا در محیط دسکتاپ مجازی خود، عملکردی مشابه با یک رایانه فیزیکی داشته باشند، با این تفاوت که منابع گرافیکی به صورت مرکزی و مجازی مدیریت می‌شوند. vPC برای کاربران معمولی که کارهای گرافیکی سنگین انجام نمی‌دهند، اما همچنان به پایداری و عملکرد روان نیاز دارند، ایده‌آل است. از جمله قابلیت‌های این نسخه می‌توان به موارد زیر اشاره کرد:

• اجرای نرم‌افزارهای استاندارد اداری مانند Word، Excel و PowerPoint با سرعت بالا.
• پخش ویدیوها و استفاده از مرورگرهای وب بدون لگ یا تاخیر.
• مدیریت چندین تب مرورگر و استفاده همزمان از چند رسانه، بدون کاهش عملکرد سیستم.

یکی از مزیت‌های اصلی vPC این است که سازمان‌ها می‌توانند بدون نیاز به سرمایه‌گذاری در سخت‌افزارهای گران‌قیمت، دسکتاپ‌های مجازی کارآمد را به کاربران ارائه دهند. همچنین، این راهکار به کاربران اجازه می‌دهد که از هر مکانی به دسکتاپ‌های خود دسترسی داشته باشند و تجربه‌ای مشابه کار با یک PC فیزیکی داشته باشند.

NVIDIA Grid Virtual Applications (vApps)

NVIDIA Grid Virtual Applications (vApps) یک راهکار قدرتمند است که به سازمان‌ها اجازه می‌دهد تا برنامه‌های کاربردی مجازی را به طور کارآمد و با عملکرد بالا از طریق بسترهایی مانند Citrix XenApp یا سایر راه‌حل‌های Remote Desktop Session Host) RDSH) مانند VMware Horizon Apps ارائه دهند. این نسخه از vGPU برای کاربرانی مناسب است که نیاز به دسترسی به برنامه‌های گرافیکی و محاسباتی سنگین دارند، بدون اینکه نیاز به نصب نرم‌افزارهای سنگین روی دستگاه‌های محلی داشته باشند.

با استفاده از vApps، سازمان‌ها می‌توانند به راحتی برنامه‌های گرافیکی سنگین را به کاربران خود ارائه دهند، به گونه‌ای که تمامی پردازش‌ها در سرور مرکزی انجام می‌شود و تنها خروجی گرافیکی به دستگاه کاربر ارسال می‌شود. با یکپارچه‌سازی با ابزارهای مدیریت مجازی‌سازی مانند Citrix و VMware، تیم‌های IT می‌توانند به راحتی بر روی دسترسی و عملکرد برنامه‌ها نظارت کنند و مشکلات را به سرعت شناسایی و حل کنند.

برخی از موارد استفاده از کارت گرافیک مجازی Nvidia VGPU (Virtual GPU) 

دیزاین و سایر برنامه های سنگین گرافیکی

کاربرانی که با برنامه های گرافیکی سنگین از جمله VRED، Revit، Maya سر و کار دارند و در زمینه هایی از جمله طراحی و مهندسی خودرو، ساخت کاراکترهای سه بعدی، تجسم (visualization) سه بعدی، مهندسی و ساخت و ساز مانند مدل سازی برای معماران، مهندسین مکانیک، سازه، برق و لوله کشی، انیمیشن، شبیه سازی، مدل سازی، جلوه های بصری (visual effects)، و ساخت فیلم، برنامه‌های تلویزیونی و بازی فعالیت می کنند، نیاز دارند که سیستم و برنامه هایشان با نهایت سرعت و کیفیت عمل کنند. همانطور که گفته شد، vGPU NVIDIA این امکان را به سازمان ها میدهد که قدرت چندین کارت گرافیکی را به یک ماشین مجازی (VM) اختصاص دهند که موجب میشود چنین کاربر ها امکان کار بدون لگ، کندی و توقف را داشته باشند.

مشاغل اداری استاندارد

ممکن است با خود فکر کنید که آیا vGPU برای کارکنان اداری هم کاربردی دارد؟ بله! حتی اگر از ایمیل، صفحات اکسل و مرورگرهای وب به عنوان ابزار اصلی کار خود استفاده می کنید می توانید با بهره برداری از vGPU کار خود را بهینه کنید. در کار های روزمره اداری،  ممکن است متوجه شوید که زمان‌هایی که که چندین برنامه را به طور همزمان باز می کنید، سیستم شما لگ دارد مثلا زمانی که اکسل، outlook، و مرورگر شما همزمان باز هستند، هیچ یک عملکرد بهینه ندارد و به عبارتی دیگر، گرافیک داخلی نمی تواند به نیازهای روزانه شما پاسخ دهد. با توجه به اینکه خرید کارت های گرافیک فردی برای همه اعضای دفتر بسیار گران و غیر ضروری است، بهترین راه حل برای پخش درست ویدیو با لگ و تاخیر، freeze شدن در برنامه‌ها، و یا بارگیری نشدن وب‌سایت‌های WebGL، استفاده از vGPU NVIDIA است و اختصاص دادن هر GPU به چندین کاربر. این فناوری نه تنها باعث افزایش کارایی و صرفه جویی در زمان در سازمان‌ها می شود، بلکه باعث صرفه جویی در هزینه‌ها در مقایسه با راه حل های جایگزین می شود.

دور کاری و کار هیبرید

در دنیای مدرن ما، مخصوصا بعد از کووید، کار هیبرید و دورکاری ساختارهایی هستند که در دنیا‌ی کاری برای خود جا باز کرده‌اند و بر اساس نیاز سازمان ها به کار گرفته میشوند. با توجه به نیاز به رفت و آمد و انتقال اطلاعات بین دفتر و خانه، vGPU به طور موثر یک رایانه مجازی پیشرفته را در اختیار کاربران قرار می دهد که به آنها اجازه می دهد از هر کجا کارآمد و موثر باشند.

نتیجه‌گیری

اگر سازمان شما نیاز به راهکاری نوآورانه برای افزایش قدرت گرافیکی همه کاربران و/یا افزایش قدرت گرافیکی زیاد یک کاربر به خصوص دارد، vGPU، میتواند به بهترین و نوآورانه ترین نحو به این نیاز پاسخ دهد. شرکت بهین تکنولوژی از اولین و معدود شرکتهایی در ایران است که میتواند لایسنس vGPU NVIDIA را به شما ارائه دهد و این فناوری را در سازمان شما راه اندازی کند. جهت کسب اطلاعات بیشتر، دریافت مشاوره رایگان و خرید لایسنس های vGPU با بخش Solutions شرکت بهین تکنولوژی در تماس باشید.