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Avancées technologiques pour le VDI


La virtualisation des postes de travail est au coe ur des systèmes d’informations modernes et occupe une place de plus en plus importante. Des innovations sont constamment réalisées afin de gommer toujours plus les différences avec un poste traditionnel. Nous présentons ici celles que nous avons testées.


Virtualization of destkops is at the heart of modern information systems and occupies a more and more important space. Innovations are constantly being made to erase growing differences with a traditional computer. We present here the ones we tested.


Eric KREJCI

Steve von SIEBENTHAL


Virtualisation au DIT

La virtualisation au DIT est présente sous deux formes :

La virtualisation du poste de travail a d’abord été introduite pour répondre à des besoins liés à des salles de cours. À l’époque nous avons choisi d’utiliser la solution de VMware, VMware View, car VMware était déjà présent comme hyperviseur au service de virtualisation centralisée. De nouveau, une réponse partielle.
C’est courant 2012 que VMware mettait à disposition ce qui est aujourd’hui la réponse la plus complète à ce problème : le vSGA (virtual Shared Graphic Acceleration). En effet, le vSGA permet de partager virtuellement les ressources de la carte graphique entre plusieurs postes virtuels. Ce faisant, toutes les fonctionnalités inhérentes à la virtualisation sont conservées au niveau du poste de travail virtuel tout en ayant le rendu 3D fait par la carte graphique. Il est donc possible d’avoir de l’affichage 3D pendant un déplacement dynamique du poste entre deux hyperviseurs. (vMotion).


vMotion : déplacement d’une VM d’un hyperviseur à un autre en conservant la 3D matérielle

Tests

Nous avons pu tester cette solution utilisant une carte graphique Nvidia installée dans nos hyperviseurs.


carte graphique Nvidia utilisable pour la vSGA

Nous avons fait des tests comparatifs visuels de différentes catégories. Par exemple, nous avons enregistré et comparé une visite du Grand Canyon dans Google Earth. La même visite a été effectuée sur un poste de travail physique ayant une carte graphique GeForce GTX 680, sur un poste virtuel avec le vSGA et sur un poste virtuel avec le rendu 3D logiciel.


Capture de la vidéo comparative de la visite du Grand Canyon avec Google Earth
Nous avons également enregistré et rejoué une partie du jeu Trackmania à titre comparatif.

Capture de la vidéo comparative de la partie enregistrée du jeu Trackmania

Nous l’avons lancé en simultané sur huit postes de travail virtuels utilisant la même carte. Voici l’utilisation du GPU de la carte graphique lors de ce test.

Utilisation du GPU en % lors du test du jeu Trackmania avec 8 VM en simultanés

Avec la technologie vSGA, nous avons observé que le rendu 3D se montrait satisfaisant pour une utilisation non intensive. Ce qui est le cas de la majorité des postes de travail que l’on peut trouver dans un environnement professionnel. Retrouvez toutes les vidéos des [tests vSGA sur yotube.
VMware a publié un blog très complet sur ce sujet.

PC-over-IP

De quoi s’agit-il ?

Le protocole PC-over-IP, abrégé PCoIP, est un protocole d’affichage déporté développé par les sociétés Teradici et VMware. Il constitue une alternative au protocole RDP employé par Microsoft. Il a comme avantage d’améliorer significativement la qualité d’image et son et, ainsi, se retrouve donc plus adapté pour fournir une meilleure expérience en matière de postes de travail virtualisés.
L’essentiel des calculs pour le rendu d’affichage s’effectue dans un processus sur le poste virtuel et, par conséquent, sur le processeur physique de l’hyperviseur. Cette tâche est gourmande en ressources et a nécessité le dimensionnement des postes à deux vCPU (processeurs virtuels) dans les infrastructures actuelles pour pouvoir l’absorber.
La société Teradici a récemment développé une carte d’extension matérielle PCIe permettant de réduire cette charge sur les machines virtuelles, on parle communément de PCoIP offload.
Les tests et résultats menés ci-après ont été effectués avec une carte Teradici APEX 2800 LP.


carte Teradici APEX 2800 LP

Tests et résultats

Buts et environnement

Les buts des tests étaient de :

  1. comparer l’effet entre une machine soulagée ou non et d’apprécier le gain potentiel,
  2. évaluer la capacité de soulagement en circonstances de charge.

Le PCoIP sollicite principalement des ressources lorsque l’affichage change. Le procédé des tests consistait à visionner une vidéo de quelques minutes au format HD (720p) et de mesurer la consommation processeur résultante.

Test comparatif



vue de l’utilisation CPU du processus PCoIP non soulagé (%/t)


vue de l’utilisation CPU du processus PCoIP soulagé (%/t)

Ici, nous observons une véritable réduction de charge d’en moyenne 60% à 15%. Ceci diminue également la consommation globale du processeur de la VM ; elle passe ainsi de 60% à 40% en moyenne. Nous constatons donc que la carte d’extension produit un réel gain de performance.

Test de charge

Nous avons effectué ensuite plusieurs tests de charge avec différentes quantités de machines virtuelles.


charge de 12 VM sur l’hyperviseur, vue de l’utilisation CPU du processus PCoIP d’une VM non soulagée (%/t)


charge de 12 VM sur l’hyperviseur, vue de l’utilisation CPU du processus PCoIP d’une VM soulagée (%/t)

Ce test de 12 VM concurrentes montre que la carte absorbe bien la charge et apporte un vrai soulagement. Alors que les VM non soulagées sont à la limite de la congestion, celles soulagées restent tout à fait utilisables.

Combinaison

Nous avons évoqué plus haut les possibilités offertes par l’accélération 3D matérielle dans les serveurs. En combinant les deux technologies, nous obtenons des résultats très encourageants.

vue de l’utilisation CPU des processus PCoIP et VLC d’une VM sans GPU et non soulagée (%/t).


vue de l’utilisation CPU des processus PCoIP et VLC d’une VM avec GPU et soulagée (%/t)

Comme présenté précédemment, le protocole PCoIP consomme moins de ressources, mais on constate également que le lecteur multimédia VLC bénéficie d’un allégement grâce à une prise en charge par la carte graphique.
Les cartes GPU dans les serveurs peuvent donc fournir une accélération 3D, mais apportent également un soutien à l’affichage de contenu vidéo.

Conclusion

L’accélération matérielle par les GPU fournit la possibilité d’avoir un rendu 3D dans les solutions de postes de travail virtualisés sans pour autant être équivalente à une carte graphique dédiée. Cependant, il peut aisément répondre à des besoins non intensifs. Le vSGA vient donc en complément des fonctionnalités existantes de virtualisation sans avoir à en sacrifier d’autres et ne consomme pas de ressources supplémentaires au niveau de l’hyperviseur pour fonctionner.
Le PCoIP offload apporte un vrai gain de performances en soulageant l’affichage déporté et lisse davantage la transition avec un poste traditionnel. Comme observé lors de nos tests et en fonction de l’utilisation de l’environnement, ce type de carte peut amener une augmentation du taux de consolidation (plus de VM par hyperviseur) et, par conséquent, diminuer le coût par poste virtualisé dans l’infrastructure de postes de travail.
Finalement, le domaine du VDI est très attrayant et ces avancées technologiques le montrent bien. Il est certain que celles-ci vont continuer à évoluer rapidement ; en témoigne la nouvelle version de l’hyperviseur vSphere 5.5 apportant déjà une amélioration du support graphique (vSGA).



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