容器环境中GPU资源池中可以多种切分方式并用吗?效果如何?

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容器环境中GPU资源池中可以多种切分方式并用吗?效果如何

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罗文江罗文江课题专家组云计算架构师某银行

容器环境中GPU资源池中是不可以同时使用多种切分方式的。每种GPU虚拟化的实现方式不同,且对GPU卡资源的排斥性管理的。 效果能够做到一虚十,即粒度到0.1GPU

下面是各种GPU切分(即GPU虚拟化)技术的对比

一. CUDA劫持是属于时间复用方式的GPU虚拟化技术,通过劫持对Cuda driver API的调用来做到资源隔离。共享模块一般位于在Cuda driver API之上。

  • 优势:API开源,是非Nvidia官方技术人员能够较容易实现的共享技术。
  • 劣势:1.CUDA库升级活跃,而当CUDA库升级时,劫持方案也需要不断适配,损耗人力。2.难以涵盖所有场景,隔离不一定准确;3.安全性低,用户可以绕过限制。4.对用户有少量影响,需要一定适配。

二. CUDA聚合:NVIDIA MPS是 属于空间复用方式的GPU共享技术,通过将多个任务合并成一个上下文的方式共享GPU算力,所有任务共同使用显存。位于Cuda driver API和Nvidia Driver之间。

  • 优势:性能是所有技术中最好的。在多任务共享的场景下,当任务使用的资源可以同时被满足,其JCT(任务完成时间)基本没有影响。
  • 劣势:1.错误会互相影响,如果一个任务退出(包括被使用者停止和任务本身出错等),如果该任务正在执行kernel,那么和该任务共同share IPC和UVM的任务也会一同出错退出。2.没有显存隔离,可以粗略地限制计算资源。

三. 内核劫持: 阿里云 cGPU是属于时间复用方式的GPU容器共享方案,通过新的内核驱动模块,为容器提供了虚拟的GPU设备,劫持了对Nvidia driver的调用。可以严格限制显存,通过时间片的方式限制算力。位于Cuda driver API和Nvidia Driver之间。

  • 优势:1.安全性高;2.共享损耗小;3.Nvidia Driver的更新更少,改动量很小。
  • 劣势:1.cGPU对OS设置有一定依赖;2.因为是内核模块,因此更新换代较困难;3.研发困难,对开发要求高。4.出于算力时间片的设计,对于某些模型,具有一定的性能损失。

四. 虚拟机:Nvidia官方的vGPU属于时间复用方式的共享产品,通过vfio-mdev提供了一个隔离性非常高的的硬件环境,主要面向的是虚拟机产品。其共享模块在Nvidia driver及之下。

  • 优势:来自Nvidia官方,可靠性高,安全性高。
  • 劣势:1.不支持容器,虚拟机在使用上不灵活;2.无法动态调整资源比例。3.有一定的共享损耗。4.无法定制化开发。
银行 · 2022-04-30
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回答者

罗文江
云计算架构师某银行
擅长领域: 云计算容器容器云

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  • 发布时间:2022-04-30
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