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深入理解 Linux 調(diào)度（GPU）虛擬化

時(shí)間：2021-10-22 15:13:29
關(guān)鍵字： 虛擬化    GPU   
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[導(dǎo)讀]〇、本文寫作背景大約2年前，在騰訊內(nèi)網(wǎng)，筆者和很多同事討論了GPU虛擬化的現(xiàn)狀和問題。從那以后，出現(xiàn)了一些新的研究方向，并且，有些業(yè)界變化，可能會(huì)徹底顛覆掉原來的一些論斷。但這里并不是要重新介紹完整的GPU虛擬化的方案譜系。而是，我們將聚焦在英偉達(dá)GPUCUDA計(jì)算領(lǐng)域，介紹下我...

〇、本文寫作背景

大約 2 年前，在騰訊內(nèi)網(wǎng)，筆者和很多同事討論了 GPU 虛擬化的現(xiàn)狀和問題。從那以后，出現(xiàn)了一些新的研究方向，并且，有些業(yè)界變化，可能會(huì)徹底顛覆掉原來的一些論斷。

但這里并不是要重新介紹完整的 GPU 虛擬化的方案譜系。而是，我們將聚焦在英偉達(dá) GPU CUDA 計(jì)算領(lǐng)域，介紹下我們最新的技術(shù)突破 qGPU，以及它的意義究竟是什么。關(guān)于 GPU 虛擬化的歷史性介紹，我將直接摘抄當(dāng)時(shí)的討論。

這也不是一篇介紹 TKE qGPU 產(chǎn)品特性的文章。而是，我們將潛入到前所未有的深度，去探索 GPU 調(diào)度和 QoS 的本質(zhì)。本文也不是巨細(xì)靡遺的系統(tǒng)性探索，但你可以在這里看到別處不曾出現(xiàn)過的知識(shí)。

本文涉及對(duì)一些廠商的推測(cè)性技術(shù)介紹，不保證準(zhǔn)確性。

一、術(shù)語介紹

GPU —————?Graphics Processing Unit，顯卡

CUDA ————?Compute Unified Device Architecture，英偉達(dá) 2006 年推出的計(jì)算 API

VT/VT-x/VT-d —?Intel Virtualization Technology。-x 表示 x86 CPU，-d 表示 Device。

SVM —————?AMD Secure Virtual Machine。AMD 的等價(jià)于 Intel VT-x 的技術(shù)。

EPT —————?Extended Page Table，Intel 的 CPU 虛擬化中的頁表虛擬化硬件支持。

NPT —————?Nested Page Table，AMD 的等價(jià)于 Intel EPT 的技術(shù)。

SR-IOV ———?Single Root I/O Virtualization。PCI-SIG 2007 年推出的 PCIe 虛擬化技術(shù)。

PF —————?Physical Function，亦即物理卡

VF —————?Virtual Function，亦即 SR-IOV 的虛擬 PCIe 設(shè)備

MMIO ———?Memory Mapped I/O。設(shè)備上的寄存器或存儲(chǔ)，CPU 以內(nèi)存讀寫指令來訪問。

CSR ————?Control
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