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基于 HAMi 的 GPU 虚拟化实践
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原文中文，约11500字，阅读约需28分钟。
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内容提要
本文探讨了在Kubernetes环境中使用HAMi实现GPU资源的虚拟化与调度，以满足小模型和大模型对显存与算力的隔离需求。HAMi通过智能调度和资源管理，提高了GPU的利用效率，解决了Nvidia现有方案的不足之处。
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关键要点
- 本文探讨在Kubernetes环境中使用HAMi实现GPU资源的虚拟化与调度。
- HAMi满足小模型和大模型对显存与算力的隔离需求，提高GPU利用效率。
- 项目旨在基于Kubernetes构建GPU资源申请与管理平台，实现GPU算力共享与显存隔离。
- 小模型部署需要显存隔离和算力共享，大模型部署需要多卡支持和显存配额分配。
- Nvidia的主流GPU虚拟化方案存在隔离性不足、资源利用率不高等问题。
- HAMi是开源的GPU虚拟化与调度系统，提供细粒度的GPU资源管理能力。
- HAMi通过智能调度和资源管理，动态分配、隔离并调度GPU资源。
- HAMi的Pod调度过程包括请求拦截、调度逻辑和设备插件注入。
- HAMi Core通过LD_PRELOAD机制实现对CUDA API的拦截，确保资源隔离。
- 基于EKS的HAMi部署实践包括组件安装和实际场景部署。
- HAMi支持小模型和大模型的显存隔离与算力共享，提升GPU利用效率。
- 测试结果显示，HAMi在多任务并行情况下对GPU资源管理的性能损耗约为18%。
- HAMi是一种在可控开销下提升资源利用率的实用折中方案。
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延伸问答
HAMi如何在Kubernetes中实现GPU资源的虚拟化？
HAMi通过在Kubernetes调度层与GPU驱动层之间建立智能中间层，动态分配、隔离并调度GPU资源，满足用户对显存和算力的需求。
HAMi与Nvidia的GPU虚拟化方案相比有什么优势？
HAMi提供更细粒度的资源管理能力，能够实现显存隔离和算力共享，解决了Nvidia方案在多租户环境中的隔离性不足和资源利用率不高的问题。
在小模型和大模型部署中，HAMi如何满足不同的资源需求？
小模型需要显存隔离和算力共享，而大模型则需要多卡支持和显存配额分配，HAMi能够根据这些需求进行动态资源分配。
HAMi的Pod调度过程是怎样的？
HAMi的Pod调度过程包括请求拦截、调度逻辑和设备插件注入，确保Pod在合适的GPU上运行并提高集群利用效率。
HAMi在多任务并行情况下的性能损耗是多少？
测试结果显示，HAMi在多任务并行情况下对GPU资源管理的性能损耗约为18%。
如何在EKS环境中部署HAMi？
在EKS环境中部署HAMi需要标记GPU节点、安装HAMi组件并配置相关参数，确保HAMi调度管理正常运行。
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