12代CPU启用SR-IOV vGPU，实现一台电脑当七台用

背景

虚拟桌面基础设施（VDI）技术一般部署在服务器，可以实现多个用户连接到服务器上的虚拟桌面。随着桌面计算机性能的日益提升，桌面计算机在性能在很多场景下已经非常富余，足够同时满足多个用户同时使用的需求。实际项目中，VDI很少部署在桌面计算机的硬件架构上。主要原因包括几个方面：

1）桌面计算机的CPU的吞吐能力相对服务器CPU较弱。

2）桌面计算机缺少一些冗余和可靠性设计。

3）支持显卡虚拟化的GPU一般都是数据中心级的显卡，一般不适用于桌面计算机平台。

Intel在11代CPU之后，集成显卡支持SR-IOV的vGPU技术。性能相比 GVT-g有较大的提升。 如果基于桌面计算机构建VDI系统，可以利用集成显卡的vGPU，实现支持vGPU的VDI系统。相比之下，传统的VDI方案支持vGPU，首先需要配置支持GPU虚拟化的专业GPU卡，同时还需要承担昂贵的vGPU软件许可费用。

因此本文探索基于桌面级CPU构建VDI方案，充分利用桌面CPU的集成显卡的vGPU技术，构建高性价比的支持vGPU的VDI方案。

可选方案

方案1：基于独立PC的迷你桌面云

业务需求：4核，8G内存，250G硬盘，支持vGPU

推荐配置： i5-12400，64G内存，2TB NVME，2TB SATA ，支持7个桌面。

部署方案： 虚拟化采用 Proxmox，启用集成显卡 SR-IOV，部署DoraCloud桌面云系统，支持7个带vGPU的桌面。

该方案适用于小微企业、工作室、创始团队。

方案2：基于Blade PC的集群方案

该方案采用2U6节点的刀片服务器，支持高可用集群，支持分布式存储，

业务需求：4核，8G内存，250G硬盘，支持vGPU

推荐配置： i5-12400，64G，2TB NVME，240G SSD，万兆，   共6个节点。

部署方案： 虚拟化采用 Proxmox，启用Ceph 分布式存储，启用集成显卡 SR-IOV，部署 DoraCloud桌面云系统。系统容量为 42个带vGPU的桌面。

本文选择方案1来介绍搭建过程。主机连接在局域网上。要求：局域网内有DHCP服务，并且有互联网连接。

步骤一：安装Proxmox，启用SR-IOV vGPU

12代CPU i5-12400d的主机，安装Proxmox 7.4后，执行如下命令，等待重启。

curl -o- http://vdi.doracloud.cn:9000/software/sriov01.sh  |bash

然后执行如下命令，等待自动重启。

curl -o- http://vdi.doracloud.cn:9000/software/sriov01.sh  |bash

最后使用 lspci |grep VGA 验证 vGPU已经启用。

步骤二：安装DoraCloud for Proxmox 

DoraCloud 安装可以使用在线安装命令：

cd /var/lib/vz/dump; wget -qO- https://dl.doracloud.cn/dpinstall.pl --referer https://doracloud.cn | perl

上述命令自动下载 DoraCloud 管理系统的虚拟机。 并安装在Proxmox环境上。 DoraCloud管理系统虚拟机会通过DHCP得到一个IP地址。

如果网络中没有DHCP，也可以静态配置DoraCLoud系统的IP。具体参考DoraCloud的相关文档。

以下为安装过程的截图，共参考。

 DoraCloud管理系统安装完毕后，会出现如下提示，显示 管理系统的IP地址。

 打开浏览器，访问 https://192.168.1.203 ，输入账号 ： admin  DoraCloud ，即可进入 DoraCloud管理后台

步骤三：对DoraCloud进行初始化配置

DoraCloud的初始化配置包括：【配置虚拟化】、【配置资源池】、【配置集群】、【配置用户数据库】几个步骤。都可以根据向导完成。 

配置虚拟化

配置资源池

 配置集群

配置用户数据库

  

步骤四：下载桌面模板 

接下来向导来到了【创建模板】环节。这里我们关闭向导，在模板菜单中选择在线模板库。

 在【模板】【远程镜像仓库】菜单中，选择 win10LTSC2021模板，下载改模板。

 根据网络下载速度，估计10-20分钟可以完成模板下载。 

 下载的模板中，还不含有 Intel 集成显卡的驱动。

步骤五：创建桌面池、用户

在桌面池菜单中，选择新建桌面池，参考下图。输入 桌面池、先择模板、设置桌面规格、选择GPU型号和vGPU类型。

在桌面池策略中，设置 最大创建数目、预创建数，设置绑定账号。 

注意，此处的绑定账号是指 桌面模板中的 Windows 账号。 模板的缺省账号为 administrator 123456，此处的绑定账号必须与模板的账号保持一致。

 配置桌面池的数据盘。

 其中的 DoraCloud VMID 字段填写 Proxmox 平台中 DoraCloud 管理系统虚拟机的VMID。 

选择确定，保持桌面池配置。 

接下来创建用户 user01， 选择桌面池  office。

步骤六：安装DoraClient进行桌面连接

用户可以通过多种方式连接DoraCloud。包括： DoraCloud云终端、DoraOS瘦客户机软件系统、DoraClient客户端软件（for Windows、Linux）。

这里我们选择 DoraClient 客户端软件连接DoraCloud云桌面。 

DoraClient下载地址：DoraClient 云桌面客户端【Windows平台】-云桌面-云终端-云教室-云办公-工作站虚拟化

启动 DoraClient，设置服务器地址  192.168.1.203 。

 输入用户名，密码

 登陆后，系统自动分配一个桌面，并自动连接到桌面。

 客户端登录云桌面后，把鼠标放到屏幕顶部，可以弹出工具栏。

为了验证 DoraCloud是否为桌面分配了vGPU，可以回到 Proxmox管理界面，查看虚拟机的属性。可以看到DoraCloud为虚拟机配置了虚拟显卡的PCI设备 0000:00:02.1 。

步骤七：安装Intel GPU的驱动，验证SR-IOV vGPU效果

 由于模板中没有Intel GPU的驱动，进入windows桌面后，打开设备管理，可以看到 Microsoft基本显示适配器。带有一个感叹号，表示驱动没有正确安装。 

如果Windows 10带有驱动的自动更新功能。如果顺利的化，等待一会儿再查看，可以看到系统自动安装了驱动，识别了 Intel UHD Graphics 730设备。

如果Windows 系统没有识别驱动，可以到Intel官网下载驱动。

比如： 2023-05-16日发布的驱动 Intel® Graphics Driver 31.0.101.4369 

文件名：gfx_win_101.4369.exe

下载地址：https://www.intel.com/content/www/us/en/download/726609

 为了验证GPU效果可以访问如下一些网站：

测试网站1：http://webglsamples.org/aquarium/aquarium.html

测试网站2：https://akirodic.com/p/jellyfish/

根据Intel相关的测试报告，启用SR-IOV vGPU，测试程序1可以达到60FPS。  以下截图摘自 Intel Graphics SR-IOV的白皮书。

总结

利用12代处理器的显卡SR-IOV功能，可以轻松构建代vGPU的云桌面。利用i5-12400 CPU可以搭建支持7个带vGPU的云桌面用户。构建高性价比的VDI方案。

下图为本次测试使用的 迷你服务器。配置标压的 i5-12400 CPU。

云终端方面，可以选择朵拉云 DC20 云终端。 采用4核ARM A55 2.0Ghz 处理器。