使用NVIDIA GRID vPC支持視頻會議和算力工具

隨著2020年的發(fā)展，遠(yuǎn)程工作解決方案已成為許多人的新常態(tài)。企業(yè)正在尋找行之有效的解決方案，如虛擬桌面基礎(chǔ)設(shè)施（VDI），以使他們的團(tuán)隊(duì)能夠在任何地方安全地工作。然而，最新的算力和視頻會議應(yīng)用程序需要更強(qiáng)大的臺式機(jī)來確保良好的用戶體驗(yàn)。
借助NVIDIA GRID vPC，它可以經(jīng)濟(jì)高效地將虛擬化擴(kuò)展到每個員工，其性能可與物理PC相媲美。基于NVIDIA vGPU技術(shù)的GRID vPC能夠跨多個虛擬機(jī)（VM）共享同一個GPU，為知識型員工提供本機(jī)PC體驗(yàn)。因?yàn)橥ǔＴ贑PU上完成的任務(wù)被卸載到GPU上，所以用戶擁有更好的體驗(yàn)，從而提高了整體算力。

Office productivity and video conferencing application trends

數(shù)字體驗(yàn)監(jiān)控領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者Lakeside Software最近發(fā)布了一份白皮書，評估了GPU對現(xiàn)代算力和視頻會議應(yīng)用程序的影響。通過分析來自SysTrack社區(qū)的信息，如資源和軟件應(yīng)用程序使用情況，Lakeside報告了辦公效率和視頻會議應(yīng)用程序的趨勢以及這些應(yīng)用程序的圖形需求。

下圖顯示用戶在使用視頻會議工具時花費(fèi)了更多的時間。例如，與2018年相比，在2020年，用戶使用微軟團(tuán)隊(duì)的時間增加了近4倍。

Figure 1. Video conferencing app usage over time.

Lakeside還發(fā)現(xiàn)，典型的知識工作者以及技術(shù)和創(chuàng)意專業(yè)人士對圖形的要求有了大幅增長。圖2顯示了用戶對圖形豐富的內(nèi)容（包括視頻流和三維建模）消費(fèi)量的年度演變。2016年后，用戶每周需要圖形的小時數(shù)增加了12倍以上。

Figure 2. Evolution of graphical demand by year.

此外，Lakeside還分析了2015年至2020年利用GPU加速的生產(chǎn)力應(yīng)用程序數(shù)量。這些數(shù)據(jù)顯示，在2020年，幾乎所有的算力應(yīng)用程序都使用圖形。下表突出了過去五年的增長情況。

Table 1. Relative growth of GPU requirements for productivity apps over time.

這些數(shù)據(jù)顯示了網(wǎng)格vPC的價值，以啟用虛擬機(jī)（VM）中的虛擬GPU（vGPU），也稱為虛擬桌面。通過添加vGPU，圖形和視頻處理從CPU卸載到GPU，從而釋放VM中的vCPU資源來運(yùn)行其他任務(wù)。

通過對單個算力軟件應(yīng)用程序的仔細(xì)研究，數(shù)據(jù)顯示，由于圖形需求和特性的增加，CPU的相對使用率顯著增加。2016年后，微軟使用PowerPoint應(yīng)用程序所需的CPU時間和所需資源的百分比明顯增加。

Figure 3. Breakdown of CPU usage by
productivity app.

視頻會議應(yīng)用程序也報告了CPU使用率的增加。例如，隨著時間的推移，微軟團(tuán)隊(duì)的CPU使用率增長了3倍多。

Figure 4. Breakdown of CPU usage by video conferencing app.

交叉引用這個CPU使用數(shù)據(jù)和使用視頻會議工具的時間（圖1）提供了更深入的見解。例如，在Zoom上花費(fèi)的時間增加了3倍多，SysTrack用戶報告說，2018年之后CPU使用量增加了17倍以上。

考慮到這些算力和視頻會議趨勢，Lakeside Software建議組織評估GPU和NVIDIA vGPU技術(shù)，以加速虛擬桌面。有關(guān)Lakeside Software研究和評估的多監(jiān)視器和web瀏覽器發(fā)現(xiàn)的更多信息，請參閱GPU如何加速在家工作的算力白皮書。

Boost performance of video conferencing tools

最近，NVIDIA技術(shù)營銷團(tuán)隊(duì)將視頻會議工具的性能與僅CPU的VDI和GPU加速的VDI進(jìn)行了比較。GPU加速的VDI實(shí)例由一個1-GB的GRID vPC配置文件和NVIDIA T4 GPU驅(qū)動。測試是在微軟團(tuán)隊(duì)、Zoom和Cisco WebEx上進(jìn)行的。表2顯示測試分兩個階段執(zhí)行。

Table 2. Test workflow.

第1階段著重于視頻激活功能：三個攝像頭的增量激活和停用。第二階段的重點(diǎn)是屏幕共享功能：查看屏幕共享而不激活攝像頭。
一系列性能測試遵循一個定義的腳本，以確保性能日志記錄僅針對CPU和網(wǎng)格vPC VM進(jìn)行同步。由于缺乏行業(yè)基準(zhǔn)或視頻會議性能的自動化測試，測試腳本由實(shí)際用戶運(yùn)行，并控制攝像頭質(zhì)量等變量。

為了衡量性能，團(tuán)隊(duì)使用了GPU Profiler，這是一種常用的工具，可以在VM上執(zhí)行工作負(fù)載時快速捕獲資源利用率。此工具通常在POC期間使用，以幫助調(diào)整虛擬環(huán)境的大小并確保可接受的用戶性能。GPU Profiler在具有各種vGPU配置文件的單個VM上運(yùn)行。為了模擬一個包括多個vm在一個GPU上運(yùn)行的真實(shí)環(huán)境，該團(tuán)隊(duì)還使用nvidianvector工具大規(guī)模運(yùn)行知識工人工作負(fù)載。獲取了以下指標(biāo)：

· Framebuffer %

· vCPU %

· RAM %

· Video Encode

· Video Decode

The following list shows the VM
configuration:

· vGPU Software: GRID vPC 10.2
(Windows Driver 442.06)

· vGPU Profile: GRID vPC – 1B
Profile (1 GB frame buffer)

· vCPU: 2

· vRAM: 4096 MB

· Hard Disk: 40GB

· VMware Horizon: 7.9

· Guest OS: Windows 10
Enterprise 1909

· Server: Intel Xeon Gold
6154 GPU @ 3.0GHz

Test results

總體而言，微軟團(tuán)隊(duì)、Zoom和Cisco
WebEx都表現(xiàn)出明顯的vCPU卸載。因?yàn)槊總€web會議應(yīng)用程序都是獨(dú)一無二的，所以CPU負(fù)載量取決于軟件本身對GPU的利用程度。
下面我們將詳細(xì)了解微軟團(tuán)隊(duì)的測試結(jié)果。圖5捕獲了兩個場景中vCPU的利用率：一個僅使用CPU的虛擬機(jī)和一個帶有網(wǎng)格vPC（vGPU）的虛擬機(jī)。在這兩個場景中，三個網(wǎng)絡(luò)攝像頭被激活。只有CPU的虛擬機(jī)（淺藍(lán)色線）達(dá)到100%的利用率，導(dǎo)致視頻和音頻質(zhì)量較差。在這個例子中，用戶體驗(yàn)到像素丟失和結(jié)巴以及音頻延遲和中斷。使用網(wǎng)格vPC虛擬機(jī)，由于視頻被卸載到GPU，CPU利用率顯著降低。這允許用戶體驗(yàn)高質(zhì)量的視頻和音頻。

Figure 5. MS Teams testing the web camera.

在第2階段的測試中，研究小組測量了視頻會議參與者共享屏幕時的每秒遠(yuǎn)程幀數(shù)（FPS）。更高的FPS表示更好的用戶體驗(yàn)，或者更多的像素流到最終用戶的客戶端。圖6顯示，與純CPU虛擬機(jī)相比，網(wǎng)格vPC虛擬機(jī)具有更高的FPS。網(wǎng)格專有網(wǎng)絡(luò)具有更高的FPS，在降低CPU資源需求的同時，提供了更好的用戶體驗(yàn)。

Figure 6. MS Teams testing screenshare.

有關(guān)視頻會議測試以及其他測試結(jié)果的更多信息，請參閱NVIDIA虛擬GPU對視頻會議工具的影響技術(shù)摘要。

Summary

越來越多的組織正依賴于算力和視頻會議工具，以使其遠(yuǎn)程團(tuán)隊(duì)保持高效。在過去五年中，這些現(xiàn)代算力應(yīng)用程序的圖形化需求也顯著提高。NVIDIA GRID vPC解決了虛擬桌面上GPU加速的這些新要求，提供了本機(jī)PC性能和更好的用戶體驗(yàn)。為了保持高效，您必須確保具有最佳視頻和音頻質(zhì)量的合適用戶體驗(yàn)。視頻中斷和音頻延遲會導(dǎo)致通信錯誤、信息丟失、生產(chǎn)率降低和整體挫敗感。GPU加速的VDI與GRID vPC在使用視頻協(xié)作工具時提供一致的用戶體驗(yàn)。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的使用NVIDIA GRID vPC支持视频会议和算力工具的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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