این روز‌ها تقریبا اکثر سرویس‌ها مثل یوتوب، نت فلیکس و … همه به صورت نگه‌داری و پردازش محتوا ابری (Cloud) به کار خود ادامه می‌دهند. شرکت Nvidia به عنوان یکی از پیشتازان سخت‌افزاری به خصوص در بخش گرافیک، فناوری پردازنده‌های گرافیکی مجازی خود به اسم Nvidia Grid را معرفی کرده است. این فناوری امکان استفاده از یک پردازنده گرافیک فیزیکی همراه با ماشین‌های مجازی دیگر به وجود می‌آورد. بدین ترتیب ماشین‌های مجازی مختلف به جای ارتباط یک به یک، حالا می‌توانند از منابع موجود یک پردازنده گرافیکی به صورت مشترک استفاده کنند. برای دسترسی به این پردازنده گرافیکی مجازی باید از کارت‌هایی مثل Grid K1، Grid K2، Grid k340 و یا Grid K520 استفاده کنید.

به عنوان مثال، Grid K2 با استفاده از معماری Kepler ساخته شده و دارای 2 چیپ GK104-895 است. تعداد رشته‌های پردازنده نیز به 2×1536 می‌رسد. نوع حافظه استفاده شده در این پردازنده GDDR5 است و قدرت پشتیبانی از 8 گیگابایت حافظه (2×4) در این پردازنده وجود دارد. برای استفاده از این نوع پردازنده‌های گرافیکی مجازی باید از نرم‌افزار Nvidia Virtual GPU Software استفاده کرد. این نرم‌افزار به ماشین‌های مجازی این قدرت را می‌دهد که از کارت گرافیکی نصب شده به صورت اشتراکی بهره ببرند. امکان به اشتراک گذاری بین هشت ماشین مجازی تنها توسط یک پردازنده وجود دارد. این مقدار با استفاده از Nvidia Grid Board به 32 کاربر افزایش پیدا می‌کند. همچنین سرور‌هایی که از Nvidia Grid پشتیبانی می‌کنند، گام را فراتر گذاشته و از 64 کاربر پشتیبانی خواهند کرد!

اما Nvidia Grid چگونه کار می‌کند؟ این فناوری همانطور که اشاره شد برای به اشتراک گذاری قدرت یک پردازنده گرافیکی پیاده سازی شده و در کنار آن می‌تواند عملکرد بسیار مناسب و بدون هیچ مشکلی با نرم‌افزار‌های مختلف سازگاری داشته باشد. برای استفاده بهتر و البته بدون مشکل هر ماشین مجازی که قصد استقاده از منابع پردازنده گرافیکی را دارد، بدون نیاز به نصب درایور مجزا می‌تواند به آن متصل شود. قبل از اتصال منابع مورد نیاز از طریق ماشین میزبان به درخواست کننده اعلام خواهد شد. هر کدام از این پردازنده‌های گرافیکی در موقع شروع به کار مقدار ثابتی از Frame Buffer را در اختیار خواهند داشت که هیچگاه تغیر نمی‌کند. همچنین هر ماشین مجازی از طریق کانال مرتبط به خود با منابع پردازنده گرافیکی ارتباط برقرار خواهد کرد. با توجه به پشتیبانی از تعداد کاربران مختلف، ممکن است برخی از کاربران از منابع در دسترس خودشان به صورت کامل استفاده نکنند و در سمت مقابل کاربری دیگر به میزان منابع بیشتری برای انجام پردازش نیاز داشته باشد. در اینجا Nvidia Grid با پیروی از قانون به اشتراک گذاری منصفانه که در CPU نیز از آن استفاده می‌شود، منابع در دسترس و بدون استفاده را به صورت موقت در اختیار یکی دیگر از ماشین‌ها مجازی قرار می‌دهد. هر وقت ماشین مجازی اصلی درخواست دوباره برای منابع را به سرور ارسال کند، تقسیم منابع به حالت اولیه باز می‌گردد. برای جلوگیری از استفاده شدن منابع پردازنده گرافیکی و البته منابع سیستمی مثل Frame Buffer و یا حافظه، Nvidia Grid از مدیریت حافظه درون خود پردازنده گرافیکی پشتیبانی می‌کند. از طریق مدیریت حافظه در این بخش، هر کدام از ماشین‌ها مجازی بر اساس قوانینی که برای آنها در Frame Buffer از قبل تعیین شده امکان استفاده از مقدار خاصی از حافظه و یا دیگر منابع را دارند. به این ترتیب ماشین مجازی که در حال پردازش یک مدل سه بعدی است نمی‌تواند بیشتر از ماشین‌های دیگر از منابع سیستمی استفاده کند و همه چیز از قبل طبق جدولی خاص تعیین شده است.

از ویژگی‌های اصلی استفاده از Nvidia Grid می‌توان به پیاده‌سازی، مدیریت و البته پشتیبانی سریع اشاره کرد. برای مدیریت این پردازنده‌های گرافیکی راه‌های مختلف مثل استفاده از Perfmon، Nvidia SMI و Nvidia SDK وجود دارد. همچنین از شرکای تجاری مهم Nvidia در پیاده‌سازی این پردازنده‌های گرافیکی می‌توان به VMWare، Citrix و Control Up اشاره کرد. برای استفاده از Grid Virtual Applications باید به صورت سالانه 10 دلار بپردازید. همچنین استفاده از ماشین‌های مجازی مجهز به Grid تقریبا به صورت سالیانه 50 دلار هزینه در بر خواهد داشت. استفاده از دیتاسنتر‌های مجازی که با استفاده از Quadro کار می‌کنند نیز سالیانه 250 دلار قیمت دارد.

Nvidia Grid صرفا برای پردازش و انجام کار‌های مختلف استفاده نخواهد شد. یکی دیگر از مباحثی که شاید آینده صنعت بازی را نیز تحت تاثیر قرار دهد، استفاده از پردازنده‌های مجازی برای اجرای بازی‌ها خواهد بود. استفاده از Nvidia Grid می‌تواند شعار بازی به عنوان سرویس “Gaming as a Service” را زنده کند. بدین ترتیب که با استفاده از پردازنده‌های بسیار قدرتمند که به صورت مجازی استفاده خواهند شد، گیمر از استفاده کنسول‌های کلاسیک رها خواهد شد. از اهداف اصلی می‌توان به اجرای بازی روی هر سیستمی مثل PC، Mac، تلبت‌ها، گوشی‌های هوشمند و حتی تلویزیون اشاره کرد. همچنین دیگر نیازی به خرید دیسک و حتی نصب آن نیست و می‌توانید به راحتی به بازی خود دسترسی داشته باشید. همچنین نگرانی از خرید سخت‌افزار جدید و … برای اجرای بازی‌های قدرتمند وجود ندارد چون کاربر در انتها به صورت مجازی از سخت‌افزار مورد نظر خود استفاده می‌کند. Nvidia Grid انجام بازی‌ها با تاخیر بسیار کم را فراهم کرده است.  مدل‌های استفاده شده برای پیاده‌سازی بازی به عنوان سرویس نیز Grid K340 و Grid K520 هستند. ویژگی‌های هر دو محصول در جدول زیر ثبت شده است.:

ویدئو امکانات و کاربردهای Nvidia Grid

جدول مشخصات دو مدل Nvidia Grid K520 و Nvidia Grid K340

نام مدلGRID K340GRID K520
بازار مد نظربازی‌های بسیار پر تراکماجرا بازی‌ها با کیفیت فوق‌العاده
تعداد کاربران همزمان4-242-16
درایور پشتیبانی شدهGRID GamingGRID Gaming
تعداد کلی پردازنده گرافیکیچهار پردازنده  GK107دو پردازنده GK104
تعداد هسته‌های کودا1536 (384 برای هر پردازنده)3072 (1536 برای هر پردازنده)
سرعت ساعت پردازنده950 مگاهرتز800 مگاهرتز
میزان حافظه4 گیگابایت از نوع GDDR5
یک گیگابایت برای هر پردازنده
8 گیگابایت از نوع GDDR5
چهار گیگابایت برای هر پردازنده
بیشترین میزان استفاده از برق225 وات225 وات
نوع کابل اتصال برقاتصال 8 پیناتصال از نوع 8 پین
عرض بردDual-Slot ATXDual-Slot ATX
طول برد26.67 سانتیمتر26.67 سانتیمتر
ارتفاع برد11.17 سانتیمتر11.17 سانتیمتر
مدل خنک‌سازیPassivePassive
نوع درگاه  PCIنسل سوم X16 با قابلیت پشتیبانی از نسل دومنسل سوم X16 با قابلیت پشتیبانی از نسل دوم