Installation und Konfiguration der GRID vGPU-Technologie mit Citrix XenDesktop

NVIDIAs GRID vGPU ermöglicht in XenDesktop 7 bessere Performance für grafikintensive Applikationen. Mit dieser Anleitung gelingt die Installation.

Citrix XenDesktop erlaubt das Virtualisieren des Grafikprozessors (Graphics Processing Unit, GPU). Mit dieser Technologie können Administratoren grafikintensive virtuelle Desktop-Applikationen mit mehr Performance laufen lassen.

Seit XenServer 6.2 SP1 stellt Citrix die Möglichkeit zur Verfügung, NVIDIA GRID K1- und K2-Grafik-Prozessoren zu virtualisieren. Diese virtuellen GPUs (vGPUs) sind via XenDesktop 7.1 Desktop- und Server-Betriebssystem ansprechbar.

Rechenintensive Grafik-Applikationen waren schon immer ein großes Hindernis bei der Einführung virtueller Desktops. CAD-Software (Computer-aided Design) wie zum Beispiel CATIA oder AutoCAD kann eine virtuelle Maschine mit Citrix XenDesktop und selbst seinen Host an die Grenzen bringen. Aus diesem Grund mussten Citrix-Administratoren bisher die Qualität der Grafik bei diesen Applikations-Typen heruntersetzen. Für den Endanwender ist das natürlich alles andere als angenehm. NVIDIAs GRID vGPU-Technologie macht solche Szenarien jetzt allerdings besser realisierbar.

Administratoren deaktivieren auf virtuellen Desktops aus Performance-Gründen in der Regel auch die verschiedenen Desktop-Effekte von Windows, beispielsweise die Vorschaubilder im Explorer, Ein- und Ausblenden-Effekte, Aero Glass, Transparenz und so weiter. Mit Aero Peek lässt sich normalerweise die Vorschau einer laufenden Applikation anzeigen. Aber auch das wird gerne deaktiviert. Sobald aber eine vGPU verfügbar ist, bekommt der Anwender-Desktop genug Performance-Zuwachs, um diese Effekte weitaus weniger kritisch zu machen. Dafür reicht sogar bereits so wenig Leistung wie ein Achtel der vier GPUs eines K1-Boards. Damit wird der virtuelle Desktop bei Benutzung und Aussehen seinem physischen Gegenpart ein gutes Stück ähnlicher.

Installieren der GRID vGPU-Technologie

NVIDIA zertifiziert die GRID-Karten bisher lediglich für eine relativ kleine Anzahl an Servern. Zudem ist die GRID vGPU-Technologie nur für den XenServer-Hypervisor verfügbar, konkret sogar nur für XenServer 6.2 SP1. Sobald die GRID-Karten physisch im XenServer-Host installiert sind, muss im Anschluss der Treiber für den NVIDIA vGPU GRID-Manager eingespielt werden. Diesen finden Sie auf der NVIDIA-Webseite. Auf diese Weise wird XenServer ein paravirtualisierter Treiber für die GPU zur Verfügung gestellt.

XenCenter ist die Management-Konsole für XenServer. Im Reiter GPU finden Sie die verfügbaren GPUs (Abbildung 1).

XenServer Management-Konsole
Abb. 1: Citrix XenDesktop vGPUs im Überblick.

Die vGPU kann mit anderen VMs geteilt werden

Citrix ermöglicht es Administratoren, für grafikintensive Workloads eine GPU komplett zur Verfügung zu stellen. Natürlich ist aber auch das Aufteilen der GPU in gemeinsam nutzbare vGPUs möglich.

Dazu lassen sich auf Server-Ebene einige Optionen einstellen:

Placement Policy: Hier legen Sie fest, wie der Server jede GPU an die virtuellen Maschinen (VM) zuteilt. Sie können somit viele vGPUs gemeinsam auf derselben GPU nutzen oder die vGPUs aus Performance-Gründen auf separaten GPUs halten, sofern das aufgrund der Anzahl physischer Grafikkarten möglich ist.

Allowed vGPU types: Eine GRID GPU bietet für virtuelle Maschinen verschiedene Einstellungen:

  • Pass-through whole GPU: Damit erreichen Sie die beste Performance. Die GPU wird im Ganzen durchgereicht und nicht mit anderen geteilt.
  • GRID K260Q: Zwei Anwender per GPU. 1920 Megabyte an Grafikspeicher erlauben sogar vier Bildschirme mit einer Auflösung von je 2560x1600 Pixeln.
  • GRID K240Q: Vier Anwender per GPU. Mit 960 Megabyte Grafikspeicher können Sie zwei Bildschirme mit einer Auflösung von 2560x1600 Pixeln betreiben.
  • GRID K200: Acht Anwender pro GPU. Hier sind 256 Megabyte Arbeitsspeicher verfügbar, was den Betrieb von zwei Bildschirmen mit einer Auflösung von 1920x1200 Pixeln ermöglicht.

Ein Administrator kann dem System vorschreiben, welche Arten an vGPUs es benutzen darf. Bei XenDesktop-VMs, die auf einem Server-Betriebssystem basieren (auch als XenApp bekannt), wird nur der Typ GPU pass-through unterstützt.

Erstellung des Master-Images und Konfiguration von XenDesktop

Für das Provisioning neuer Desktops wird bei XenServer ein Master-Image für virtuelle Maschinen erstellt. Das lässt sich dann wiederum von XenDesktop nutzen. Sie können den virtuellen Maschinen eine GPU aus der Liste zuweisen, wie in Abbildung 2 zu sehen.

Zuweisung einer GPU zu einer virtuellen Maschine
Abb. 2: Einer virtuellen Maschine eine GPU zuweisen.

Behalten Sie im Hinterkopf, dass Sie unter Windows einen entsprechenden NVIDIA-GRID-Treiber installieren müssen. Nur dann erkennt das Betriebssystem die Grafikkarte, wie in Abbildung 3 zu sehen ist. Der XenDesktop Virtual Delivery Agent (VDA) ist ebenfalls in den virtuellen Maschinen installiert. Sie sollten die Option HDX 3-D Pro aktivieren, damit das HDX-Protokoll die Verfügbarkeit der GPU erkennt.

Der GRID-Treiber muss installiert sein
Abb. 3: Stellen Sie sicher, dass der GRID-Treiber installiert ist.

Zum Abschluss müssen Sie den XenDesktop noch konfigurieren, damit die GPU auch unterstützt wird. XenDesktop braucht sowohl einen Connection- als auch einen Resources-Eintrag für den neuen vGPU-aktivierten XenServer. Wenn Sie diese Einträge erstellen, fragt XenDesktop, ob Sie Grafik-Virtualisierung benutzen möchten. Im Anschluss können Sie den gewünschten Typus der vGPU auswählen. Sie sollten hier den gleichen verwenden, den Sie auch bei der Erstellung des Master-Images benutzt haben (Abbildung 4).

In XenDesktop muss der GPU-Typ gesetzt werden

Abb. 4: Den GPU-Typ in XenDesktop setzen.

 

Im Anschluss daran fahren Sie genau so fort, wie Sie einen XenDesktop Machine Catalog und eine Delivery Group erstellen würden. XenDesktop überprüft dabei, ob der Machine Catalog das zuvor erstellte Master-Image auch benutzen kann, indem die GPU-Typen mit den Einträgen für Connection und Resources verglichen werden.

Da mit XenDesktop sehr teure GPUs geteilt werden können, ist dies eine äußerst attraktive Lösung auch für extrem grafikintensive Anwendungen. Zudem können Sie damit sehr schnell VM-Konfigurationen anpassen und entsprechende CPU-, RAM- und Grafikkarten-Kapazitäten hinzufügen.

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Artikel wurde zuletzt im Juli 2014 aktualisiert

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