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從云計算概念落地以來，經(jīng)過近20年的發(fā)展，其已成為推動千行百業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的底座，重塑了IT采購的商業(yè)模式，市場分析到2027年全球云計算市場規(guī)模將突破萬億美元。

作為云計算的重要服務(wù)模式之一，IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）讓企業(yè)能夠輕松地將其本地機(jī)房遷移至云端，實(shí)現(xiàn)算力資源的按需使用。然而，緊隨其后的云桌面技術(shù)雖然初衷相似，即將用戶的桌面環(huán)境虛擬化并運(yùn)行在云服務(wù)器上，但發(fā)展路徑和境遇卻截然不同。

IDC最新發(fā)布的《2024年下半年中國云終端市場跟蹤報告》顯示，2024全年中國云終端市場出貨量為421.7萬臺。這已經(jīng)是同比增長40.0%的亮眼數(shù)據(jù)，不過和PC整機(jī)的出貨量相比，也僅為冰山一角。

原因是什么？答案或許很簡單：傳統(tǒng)云桌面并沒有形成“普適生產(chǎn)力”。

傳統(tǒng)云桌面的局限性

從個人使用角度來看，電腦是我們每個人重要的生產(chǎn)力工具。所以在對它的選購中，性能一定是考量的重要因素。換句話說，使用體驗(yàn)是我們評價一臺電腦好還是差的重要標(biāo)準(zhǔn)，如果經(jīng)常卡頓、應(yīng)用打不開或者不響應(yīng)，顯然不可接受。

制約云桌面發(fā)展的阻礙就來源于此，傳統(tǒng)云桌面長期受限于CPU架構(gòu)的性能瓶頸，這體現(xiàn)在：

1、體驗(yàn)不足。在圖形渲染、視頻編解碼、3D建模等場景中，CPU需扮演“雙重角色”，導(dǎo)致應(yīng)用卡頓、視頻會議掉幀、在線教育3D建模困難等問題。

2、兼容不佳。CPU模擬的云電腦渲染能力十分有限，在瀏覽器的WebGL加速場景，即使提升CPU的核心數(shù)也無法保障用戶流暢使用。

3、資源瓶頸導(dǎo)致成本抬升。由于CPU負(fù)載過高，不僅影響系統(tǒng)響應(yīng)速度，還降低了單臺服務(wù)器支持的云桌面并發(fā)路數(shù)，從而增加了整體TCO。

無疑，這制約了云桌面的落地應(yīng)用場景。從市場上來看，呼叫中心、研發(fā)辦公、學(xué)校機(jī)房教室等是過去云桌面的主要應(yīng)用場景，它們從方便運(yùn)維管理、保障數(shù)據(jù)安全和靈活性、便捷性等為出發(fā)點(diǎn)，滿足獨(dú)特業(yè)務(wù)需求，并有一個共同點(diǎn)——輕度的計算負(fù)載。

在更多的業(yè)務(wù)場景，不是不想用，而是用了帶不動。傳統(tǒng)云桌面長期困于CPU架構(gòu)的“小馬拉大車”，限制了云桌面這一技術(shù)創(chuàng)新模式的潛力。

突破點(diǎn)在于要提升云桌面的體驗(yàn)，讓該方案產(chǎn)品形成真正的、普適的生產(chǎn)力工具，實(shí)現(xiàn)從云化的“桌面”到云化的“電腦”躍遷，跨越生產(chǎn)力鴻溝。

云電腦：GPU為CPU卸載負(fù)擔(dān)

新型GPU云電腦可將算力重新分工——CPU專注邏輯運(yùn)算，GPU獨(dú)立承擔(dān)圖形渲染、AI推理等重載任務(wù)，實(shí)現(xiàn)“專業(yè)的人干專業(yè)的事”。

具體來說，通過將一塊物理GPU切分成多個虛擬GPU，并發(fā)服務(wù)于多路云桌面負(fù)載，相當(dāng)于讓每一路傳統(tǒng)云桌面能夠享有獨(dú)立的GPU。在國產(chǎn)GPU創(chuàng)新公司摩爾線程看來，新型GPU云電腦的核心能力已經(jīng)可以全面對標(biāo)物理PC，用戶體驗(yàn)實(shí)現(xiàn)從“可用”到“好用”的跨越。

當(dāng)然，從“可用”到“好用”的背后，可不是為服務(wù)器插個GPU卡那么簡單，其需要解決三大核心挑戰(zhàn)。

一是GPU圖形驅(qū)動程序挑戰(zhàn)。GPU加速虛擬機(jī)和應(yīng)用程序的核心是通過圖形驅(qū)動程序兼容DirectX、OpenGL、Vulkan等主流圖形接口。圖形驅(qū)動的支持依賴于底層GPU架構(gòu)和驅(qū)動程序軟件兼容。

二是GPU虛擬化技術(shù)挑戰(zhàn)。GPU本身設(shè)計用于高并行計算，在虛擬化過程中需要對GPU資源進(jìn)行抽象和切分，這會引入額外的調(diào)度和管理開銷，容易導(dǎo)致性能下降。同時，理想狀態(tài)下，GPU虛擬化技術(shù)應(yīng)能根據(jù)不同業(yè)務(wù)負(fù)載動態(tài)分配算力，這需要復(fù)雜的監(jiān)控、調(diào)度與管理機(jī)制支持。此外，如何虛擬化GPU專用的內(nèi)存層次結(jié)構(gòu)，確保每個虛擬機(jī)都能高效、隔離地訪問GPU內(nèi)存，也十分具有挑戰(zhàn)性。

三是軟硬件兼容性和生態(tài)挑戰(zhàn)。確保GPU云電腦與各種應(yīng)用、操作系統(tǒng)和硬件生態(tài)的兼容性至關(guān)重要，支持Windows和國產(chǎn)化操作系統(tǒng)等，建立廣泛的生態(tài)系統(tǒng)兼容性是一項巨大任務(wù)。

摩爾線程：開創(chuàng)性GPU虛擬化技術(shù)，云電腦跨越生產(chǎn)力鴻溝

面對技術(shù)挑戰(zhàn)，現(xiàn)實(shí)是，多數(shù)國內(nèi)芯片創(chuàng)業(yè)企業(yè)為了降低研發(fā)難度，往往走上一條只做AI加速卡的“捷徑”，因而錯失了圖形渲染的入場券，更別說研發(fā)GPU虛擬化技術(shù)。

在此方面，摩爾線程則始終堅持全功能GPU研發(fā)，是國內(nèi)少數(shù)具備自主研發(fā)圖形渲染能力的企業(yè)，并且是國內(nèi)首個具有自主云電腦GPU虛擬化技術(shù)的公司，從而能夠滿足不同場景下對GPU資源的多樣化需求。

摩爾線程全面實(shí)現(xiàn)了"GPU虛擬化+全OS兼容+協(xié)議加速"三路徑全覆蓋方案，憑借自主研發(fā)的全功能GPU芯片及圖形+人工智能軟件技術(shù)，創(chuàng)新性地推出了vGPU解決方案，能夠?yàn)槊颗_云電腦部署自主安全的高性能圖形加速單元。

摩爾線程是中國第一家也是目前唯一一家自研GPU架構(gòu)并全面支持DirectX12的國產(chǎn)GPU公司，實(shí)現(xiàn)了全球僅有4家支持此生態(tài)的國產(chǎn)企業(yè)，其余三家為英偉達(dá)、AMD、英特爾。圖形驅(qū)動的產(chǎn)品化支持為GPU云電腦構(gòu)建了核心能力，讓用戶的辦公程序、教育程序都能通過GPU的并行渲染能力實(shí)現(xiàn)流暢用戶體驗(yàn)。

且值得關(guān)注的是，摩爾線程GPU虛擬化技術(shù)沒有拷貝國外廠商的路徑，而是開創(chuàng)性研發(fā)出GPU虛擬化動態(tài)彈性切分技術(shù)。該技術(shù)可根據(jù)業(yè)務(wù)負(fù)載動態(tài)調(diào)配虛擬機(jī)GPU配置，無需重啟主機(jī)即可實(shí)現(xiàn)算力按需調(diào)用、動態(tài)伸縮以及用完釋放，在提高GPU資源利用率的同時，顯著改善了用戶體驗(yàn)。這也意味著，云平臺采用動態(tài)彈性切分技術(shù)，能夠做到對GPU資源更細(xì)粒度的成本控制與納管，充分統(tǒng)籌閑置資源，有效提高全局資源利用率，進(jìn)一步降低TCO成本。尤為重要的是，虛擬化技術(shù)作為新型GPU云電腦的核心，讓云電腦徹底解決了用戶體驗(yàn)不佳的痛點(diǎn)，使其真正具備了普適生產(chǎn)力工具的特性。

以摩爾線程MTT S3000為例，該產(chǎn)品可支持單卡最大32個vGPU切分，并發(fā)支持32路云桌面應(yīng)用。經(jīng)實(shí)測驗(yàn)證，得益于GPU虛擬化技術(shù)加持，摩爾線程GPU云電腦方案在典型應(yīng)用場景中實(shí)現(xiàn)了四大突破：CPU負(fù)載減少75%以上，實(shí)現(xiàn)算力解耦；圖形渲染性能提升10倍以上；應(yīng)用覆蓋率擴(kuò)展150%；云電腦畫面幀率更實(shí)現(xiàn)雙倍躍升。

生態(tài)共建：推動云電腦產(chǎn)業(yè)未來

另外，在技術(shù)不斷突破的同時，生態(tài)共建無疑也是云電腦產(chǎn)業(yè)未來發(fā)展成熟的關(guān)鍵。

作為提供最底層技術(shù)的GPU芯片公司，芯片潛力的釋放離不開硬件、軟件、應(yīng)用等整個產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同共創(chuàng)。面對生態(tài)挑戰(zhàn)，摩爾線程積極采取全棧適配、戰(zhàn)略合作、產(chǎn)業(yè)加速、標(biāo)準(zhǔn)制定、開發(fā)者賦能五維舉措，加速技術(shù)商業(yè)化進(jìn)程。

例如，在全棧適配上，摩爾線程實(shí)現(xiàn)全面適配Windows及麒麟、統(tǒng)信、中科方德等國產(chǎn)操作系統(tǒng)；完整兼容DirectX12、OpenGL4.2圖形框架及DXVA編解碼標(biāo)準(zhǔn)，提供H264/H265/AV1全格式支持；硬件生態(tài)覆蓋x86/國產(chǎn)c86/ARM架構(gòu)，已完成與主流整機(jī)廠商的深度適配。

在加速GPU云電腦的行業(yè)落地中，摩爾線程推動構(gòu)建“芯片-網(wǎng)絡(luò)-軟件-服務(wù)”全鏈條生態(tài)的戰(zhàn)略合作。包括已與京東云、安超云等云服務(wù)商完成產(chǎn)品適配，與深信服、新華三信息、酷?？萍?、庭宇科技等ISV服務(wù)商完成產(chǎn)品導(dǎo)入與適配。摩爾線程還積極與中國移動等頭部運(yùn)營商合作。早在2024年1月，摩爾線程就與中國移動智慧家庭運(yùn)營中心完成了個人云電腦摸底測試及多路并發(fā)測試，顯著提升了游戲、上網(wǎng)、娛樂、視頻等高頻應(yīng)用場景，實(shí)現(xiàn)了訪問時延從10ms縮短到5ms、開關(guān)機(jī)響應(yīng)時間從60s縮短到29s，視頻播放CPU負(fù)載減少50%的顯著性能提升。摩爾線程還與中國移動建立聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室共同研發(fā)vGPU虛擬機(jī)、針對個人娛樂和辦公應(yīng)用場景量身定制云電腦產(chǎn)品等，推動云電腦普及應(yīng)用。