建立搭載 GPU 加速運算技術的虛擬 Windows 工作站

架構

下圖顯示本教學課程在部署單一虛擬工作站時使用的元件。圖中的選用元件包括了連線至虛擬工作站、共用儲存空間的不同連線方式，以及用於提供第三方授權的其他執行個體，還有代表算繪或運算伺服器陣列的其他基礎架構。

選擇一個區域

有個重要因素會影響您部署虛擬工作站，那就是您所在位置與您所建立執行個體之間的時間延遲。延遲時間越短，您的體驗就會越好。因此，建議選擇地理位置離您最近的區域來工作。如要進一步瞭解不同 GPU 的適用區域，請參閱 GPU 區域和可用區。

1. 開啟 Cloud Shell (如果您使用的是 gcloud CLI，請在電腦上開啟終端機視窗)。

   前往 Cloud Shell

2. 取得可使用 GPU 的區域清單：

   gcloud compute accelerator-types list

   請記下地理位置離您最近的區域和時區。

3. 設定您要進行作業的區域：

   gcloud config set compute/zone ZONE

   將 ZONE 替換為您要使用的區域名稱，例如 us-west1-b。

選取機型

NVIDIA L4 GPU 連接的是 G2 機器類型。如果虛擬機器有一或多個 GPU，針對新增至執行個體的每一 GPU，均有 vCPU 數量上限。舉例來說，執行個體機器類型中每個 NVIDIA L4 GPU 最多可以有 32 個 vCPU 和 128 GB 記憶體。如要查看不同 GPU 設定的可用 vCPU 和記憶體範圍，請參閱 GPU 清單。

本教學課程範例中的虛擬工作站擁有 8 個 vCPU，遠低於單一 NVIDIA L4 GPU 的 32 個 vCPU 限制。

建立虛擬工作站

1. 在 Cloud Shell 中，建立 Compute Engine 虛擬工作站執行個體：

   gcloud compute instances create VM_NAME \
       --zone=ZONE \
       --machine-type=MACHINE_TYPE \
       --accelerator=type=ACCELERATOR,count=NUM-GPUS \
       --maintenance-policy="TERMINATE" \
       --image-project=windows-cloud \
       --image-family=windows-2022 \
       --boot-disk-size=SIZE \
       --boot-disk-type=TYPE \
       --network=NETWORK
   

   更改下列內容：

   • VM_NAME 是工作站的名稱。
   • ZONE 是要建立 VM 的區域。
   • MACHINE_TYPE 是預先定義或自訂的機器設定。
   • ACCELERATOR 是您要附加的 GPU 類型，例如 nvidia-l4-vws。
   • NUM-GPUS 是要附加至 VM 的 GPU 數量。
   • SIZE 是開機磁碟的大小，單位為 GB。
   • TYPE 是開機磁碟的類型，如要取得可用磁碟類型清單，請執行 gcloud compute disk-types list。
   • NETWORK 是要建立 VM 的網路。

   例如：

   gcloud compute instances create test-workstation \
       --zone=us-west1-b \
       --machine-type=g2-standard-8 \
       --accelerator=type=nvidia-l4-vws,count=1 \
       --maintenance-policy="TERMINATE" \
       --image-project=windows-cloud \
       --image-family=windows-2022 \
       --boot-disk-size=100 \
       --boot-disk-type=pd-ssd \
       --network=default
   

   虛擬工作站建立完成後，畫面上會顯示機器的狀態。輸出看起來類似以下內容：

   NAME: test-workstation
   ZONE: us-west1-b
   MACHINE_TYPE: g2-standard-8
   PREEMPTIBLE:
   INTERNAL_IP: 10.138.XX.XXX
   EXTERNAL_IP: XX.XXX.XXX.XXX
   STATUS: RUNNING
   

   記下虛擬工作站的外部 IP 位址。稍後在教學課程中會用到這項資訊。

   您隨時都能使用 Google Cloud 控制台取得虛擬工作站的外部 IP 位址。

建立 Windows 密碼

您將使用 RDP 來存取 Windows 虛擬工作站，以安裝 NVIDIA 圖形驅動程式。如要利用遠端桌面協定來登入，您必須為使用者設定 Windows 密碼。

1. 在 Cloud Shell 中執行下列指令：

   gcloud compute reset-windows-password VM_NAME

   將 VM_NAME 替換為要變更密碼的 VM 名稱。

2. 查看確認提示中的資訊：

   This command creates an account and sets an initial password for the
   user [username] if the account does not already exist.
   If the account already exists, resetting the password can cause the
   LOSS OF ENCRYPTED DATA secured with the current password, including
   files and stored passwords.
   
   For more information, see:
   https://cloud.google.com/compute/docs/operating-systems/windows#reset
   
   Would you like to set or reset the password for [username] (Y/n)?
   

3. 確認先前的提示後，請查看新憑證的確認訊息，如下所示：

   Resetting and retrieving password for [username] on [instance-name]
   Updated [https://www.googleapis.com/compute/v1/projects/project-name/zones/zone/instances/instance-name].
   ip_address: ip-address
   password:   password
   username:   username
   

4. 您現在可以使用新憑證連線至 VM 執行個體。

登入虛擬工作站

建立虛擬工作站之後，請登入該機器以進行設定。

1. 在本地工作站上，使用 RDP 用戶端透過外部 IP 位址連線至虛擬工作站。
2. 當系統提示您輸入憑證時，請輸入您先前產生的使用者名稱和密碼。
3. 如果看到憑證警告，請忽略並按一下「繼續」。

畫面上會隨即顯示虛擬工作站的桌面。Windows Server Manager 啟動完畢後，請關閉該管理員。

安裝 Google Chrome

下一步是在 VM 執行個體上安裝 Chrome。

1. 在遠端桌面協定工作階段中，按一下 Windows 工作列上的「開始」按鈕，然後輸入 Windows PowerShell。
2. 在 Windows PowerShell 上按一下滑鼠右鍵，然後選取「以系統管理員身分執行」。

3. 在 PowerShell 提示中，啟用 HTTPS 要求：

   [Net.ServicePointManager]::SecurityProtocol = "tls12, tls11, tls"
   

4. 下載並執行 Chrome 安裝程式：

   $installer = "$env:TEMP\chrome_installer.exe";
   Write-Host 'Downloading Chrome.'
   Invoke-WebRequest `
   'https://dl.google.com/chrome/install/latest/chrome_installer.exe' `
     -OutFile $installer
   Write-Host 'Installing Chrome.'
   & $installer /silent /install | Out-Default
   Remove-Item $installer
   

5. 指令執行完成後，請關閉 PowerShell。

安裝 NVIDIA 驅動程式

無論是運算還是顯示的工作負載，NVIDIA L4、NVIDIA T4、NVIDIA P4 和 NVIDIA P100 GPU 在Google Cloud 上都僅支援合格的 NVIDIA RTX 虛擬工作站 (vWS) 驅動程式。

您可以從公開 Google Cloud 儲存空間值區下載這些驅動程式。

1. 在虛擬工作站的 Windows 桌面上，開啟 Windows PowerShell。

2. 取得最新的驅動程式清單：

   gcloud storage ls gs://nvidia-drivers-us-public/GRID

3. 存取 2024 年 10 月的最新圖形驅動程式：

   vGPU 17.4 Windows driver (553.24_grid_win10_win11_server2022_dch_64bit_international.exe)

   您隨時都能在 GRID 目錄中找到最新的 (亦即版本號碼最高的) 合格驅動程式；如果找到更新的驅動程式，請使用該版本的驅動程式。

4. 在 PowerShell 中下載並安裝驅動程式。如果您使用的驅動程式版本比 553.24 新，請視情況更改指令。

   gcloud storage cp `
   gs://nvidia-drivers-us-public/GRID/vGPU17.4/553.24_grid_win10_win11_server2022_dch_64bit_international.exe `
   $HOME/Downloads
   

5. 開啟 Windows 檔案總管，然後前往您使用者的 Downloads 目錄。

6. 在目錄中按兩下 NVIDIA 驅動程式，執行安裝程式。

   請依照系統的提示，在預設位置安裝驅動程式：

   1. 如果您接受 NVIDIA 授權條款，請按一下「同意並繼續」。
   2. 選取 [Express (Recommended)] (快速 (建議)) 的安裝類型。
   3. 安裝完畢後，請關閉 NVIDIA 安裝程式。

7. 確認驅動程式是否可正常運作。在 PowerShell 中執行下列指令：

   nvidia-smi
   

   輸出結果會與下列內容相似：

   +-----------------------------------------------------------------------------+
   | NVIDIA-SMI 553.24       Driver Version: 553.24       CUDA Version: 12.4     |
   |-------------------------------+----------------------+----------------------+
   | GPU  Name           TCC/WDDM  | Bus-Id        Disp.A | Volatile Uncorr. ECC |
   | Fan  Temp Perf  Pwr:Usage/Cap |         Memory-Usage | GPU-Util  Compute M. |
   |                               |                      |               MIG M. |
   |===============================+======================+======================|
   |   0  NVIDIA L4          WDDM  | 00000000:00:03.0 Off |                    0 |
   | N/A   44C    P8    13W /  72W |     94MiB / 23034MiB |      5%      Default |
   |                               |                      |                  N/A |
   +-------------------------------+----------------------+----------------------+
   
   +-----------------------------------------------------------------------------+
   | Processes:                                                                  |
   |  GPU   GI   CI       PID   Type   Process name                   GPU Memory |
   |        ID   ID                                                   Usage      |
   |=============================================================================|
   |    0   N/A  N/A     6696   C+G   ...CBS_cyewy\TextInputHost.exe    N/A      |
   +-----------------------------------------------------------------------------+
   

安裝 HP Anyware 軟體

HP Anyware 軟體提供的圖形代理程式可在虛擬工作站上執行，並將桌面傳送給您的硬體或軟體用戶端。

1. 在 Windows 執行個體上開啟 Google Chrome，然後前往 HP Anyware 支援頁面的「PCoIP Hosts」部分。
2. 下載 Graphics Agent for Windows。
3. 如果尚未登入，請按一下「登入以下載」。
4. 按一下「下載內容和指令碼」。
5. 完成代理程式的安裝程序，然後選擇要執行已下載的圖形代理程式執行檔的選項。請依照系統提示，在預設位置安裝圖形代理程式。

註冊 Anyware Graphics Agent

安裝程序完成後，系統會提示您輸入註冊碼。

1. 在「License Registration」視窗中，輸入試用申請程序中收到的註冊代碼。

2. 輸入註冊碼之後，請重新啟動 Windows 執行個體。

建立防火牆規則

PCoIP 用戶端會使用幾個通訊埠，與虛擬工作站通訊。您必須設定防火牆規則，允許流量傳送至虛擬工作站。

• 請在 Cloud Shell 中 (而非虛擬工作站上)，建立防火牆規則來開啟必要通訊埠：

  gcloud compute firewall-rules create allow-pcoip \
      --action=ALLOW \
      --rules=tcp:443,tcp:4172,udp:4172 \
      --source-ranges=0.0.0.0/0
  

使用 PCoIP 用戶端登入虛擬工作站

1. 在您的本機電腦上，前往 HP Anyware 支援頁面的「PCoIP Clients」部分，然後下載、安裝並啟動您作業系統適用的 PCoIP 軟體用戶端應用程式。

2. 在「Host Address or Registration Code」欄位中，輸入虛擬工作站的外部 IP 位址。如果想要輸入連線名稱，也可以輸入。

3. 連線後，請輸入先前為虛擬工作站建立的使用者名稱和密碼進行身分認證。

   幾秒後，您就會看到 Windows 桌面。

啟用虛擬工作站的音訊

如要在虛擬工作站上啟用音訊，請將 Teradici Virtual Audio Driver 設為預設播放裝置。

1. 在 Windows VM 中，按一下 Windows 工作列上的「開始」按鈕，然後輸入 mmsys.cpl 開啟「聲音」控制台，並初始化 Teradici 虛擬音訊驅動程式。

2. 按一下 [Yes] (是)。Windows 會確認音訊驅動程式是否正常運作。

測試虛擬工作站

部署虛擬工作站之後，可以使用以下數種工具來測試工作站的效能和互動情況：

• 執行其中一個 NVIDIA GeForce 技術示範，測試 Windows 工作站的繪圖效能。
• 安裝 Unreal Engine、Unity Editor、Blender 或任何內容建立應用程式。
• 執行常用轉譯器 (如 V-Ray、Octane 或 Maxon等) 的轉譯基準化工具。
• 安裝 Teradici Session Statistics Viewer，即可查看頻寬用量、延遲時間和其他桌面串流指標。
• 使用 Google Chrome 瀏覽您喜愛的網站，或是播放 YouTube 影片。

您也可以根據工作負載，進一步瞭解如何最佳化 PCoIP 效能。