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vGPU 是伪命题?NVIDIA 官方为什么不自己出细粒度共享呢?

大家好,我是 HAMi 社区的一名开发者。

在不少关于 HAMi 虚拟化技术的讨论中,我经常看到两类值得关注的声音:一类是很自然的技术追问,比如:“CUDA 都是 NVIDIA 自家的,为什么官方不直接提供像 HAMi 这样的细粒度 GPU 共享能力?“,另一类则是更为坚定的判断,比如:“vGPU 是个伪需求,实际场景里大家都是巴不得整块 GPU 满载跑好几天。”

其实这类问题我自己一开始也疑惑过,后来参与 HAMi 项目久了,渐渐也有了一些观察和思考。正好借这个机会,想把这些内容整理出来,分享一下我自己的理解,也欢迎大家一起交流、补充和讨论。

围绕这个问题,我大致理了一下思路,觉得可以从这几个角度聊聊:

  • HAMi 是什么,与 NVIDIA 的方案有何本质不同?
  • NVIDIA 为何”不为”?是技术不能,还是商业不愿?
  • HAMi 的核心竞争力与长期护城河到底在哪里?

其中有的是开放性问题,我自己肯定也没完全看清楚,但希望这篇小文能提供一点视角。如果你也关心 AI Infra、GPU 虚拟化或异构算力统一管理,欢迎一起来聊聊。

1. HAMi 是什么?与 NVIDIA 的方案有何本质不同?

在讨论 Why(NVIDIA “为何不为”)之前,我们不妨先厘清 What:

  • NVIDIA 已有的 GPU 共享/虚拟化方案覆盖了哪些,又有哪些空白?
  • HAMi 在 GPU 虚拟化方向上的差异化定位是什么?

关于 Time-Slicing、MPS、MIG、vGPU 这四类方案的技术细节,已有不少文章详细分析过,本文不再赘述,仅提炼其边界与局限:

NVIDIA 现有方案的边界

Time-Slicing
软件层轮转共享,兼容性好但无隔离,性能不可控,适合开发测试。

MPS(Multi-Process Service)
多进程共享 GPU 并发执行以提升吞吐。其隔离能力随架构代际不同:

  • Volta 之前无显存隔离
  • Volta 及之后具备独立虚拟地址空间但仍缺乏强错误隔离,仍不适合多租户场景

MIG(Multi-Instance GPU)
硬件级固定切分,强隔离、性能可预测,仅限高端卡,切分不够灵活。

vGPU
基于 Hypervisor 的商业方案,通过预设 Profile 分配资源,隔离性强但粒度固定,需许可证。主要用于 VMware/Citrix/OpenStack 等平台,K8s 场景需借助 KubeVirt 引入 VM,部署复杂,原生支持度低。

HAMi 的差异化定位

上述方案在隔离、粒度、灵活与成本之间各有权衡,也自然勾勒出一片空白——在 K8s 中,对尽量广泛型号 NVIDIA GPU 做”算力 % + 显存 MB”级别的灵活切分与隔离,并保持应用的无侵入零改动。

这正是 HAMi 的定位:开源、细粒度、低门槛、兼顾隔离与灵活度。

那问题来了:既然空白如此明显,为何 NVIDIA 自己迟迟不补?

2. NVIDIA 为何”不为”?是技术不能,还是商业不愿?

NVIDIA 掌握完整技术栈,如果战略需要,历史包袱也好,维护成本也好,技术层面必定攻克。显然,技术并非决定性障碍,真正的考量在商业与生态上。

保护高利润护城河

首要的商业考量在于保护其精心构建的高利润护城河。MIG 技术是 Ampere 及后续数据中心级 GPU 的核心卖点,支撑着高端卡的溢价;若让中低端卡通过官方软件就能实现类似的细粒度切分,共享效率固然提升,但 MIG 的独特性和高端市场利润将可能被稀释。

同时,vGPU 业务与 VMware、Citrix 等伙伴绑定了多年的商业许可模式,一个免费、容器原生且功能部分重合的官方方案,无异于自家产品的”打折清仓”,会直接冲击现有 vGPU 收入并扰乱合作关系。

维持产品线定位

维持清晰的产品线定位与市场区隔也至关重要。过于灵活通用的软件共享能力,可能模糊消费级 GeForce 与专业卡/数据中心卡之间的界限,让前者在部分服务器场景变得”够用”,从而影响后者的销售和定价策略。

这和 Apple 有意把部分功能仅放在高端机型上类似——保持产品分层、守住高溢价才是更关键的商业考量。

生态伙伴关系

此外,维护庞大的生态系统与合作伙伴关系同样是战略重心。损害与合作伙伴基于 vGPU 建立的深厚联盟,对 NVIDIA 而言损失更大。

NVIDIA 近期收购 Run:ai 后选择开源其调度组件 KAI-Scheduler,并且暂时未计划开源 Runtime 层的显存隔离代码,这一策略选择可见一斑。看起来在 K8s 生态中,NVIDIA 更倾向于提供”用得上,但不过度”的能力,通过上层调度优化来提升资源利用率,以此避免颠覆现有的商业产品(vGPU、NVIDIA AI Enterprise 等)和伙伴生态,为它们保留足够的市场空间。

总结

对 NVIDIA 而言,“不为”并非力有不逮,而是为了守护高端硬件溢价、vGPU 许可收入,以及既有关键生态伙伴关系的综合商业选择——这正给了 HAMi 在容器原生、细粒度共享上的机会空间。

3. HAMi 的核心竞争力与长期护城河到底在哪里?

聊完了 NVIDIA 为何”不为”,下一个自然的问题就是:如果这主要是商业选择,那 HAMi 的立身之本是什么?毕竟 CUDA API 拦截这类技术本身并非遥不可及的”魔法”,万一哪天 NVIDIA”想通了”自己下场,或者有其他强大的竞争者入场,HAMi 的优势能持续吗?我们的”护城河”又在哪里?

技术与生态整合

在我看来,HAMi 的竞争力并非单一技术突破,而是来自几个方面的结合。首先,我们成功地将 CUDA API 拦截的核心技术与 K8s 生态紧密整合,提供了一套实际可用、配置灵活的 GPU 虚拟化与调度增强方案,这本身就是一项复杂的、面向生产可用性的工程实践。

异构硬件支持

更关键的是 HAMi 非常独特的一个优势——对异构硬件的广泛兼容。除了 NVIDIA GPU,HAMi 从设计之初就考虑并已支持了多种国产 AI 芯片(比如寒武纪、海光、天数智芯、摩尔线程、昇腾、壁仞等等)。

在国内强调供应链安全、信创适配的大背景下,这种统一纳管异构算力、降低单一供应商依赖的需求,是一个真实且日益强烈的痛点,也是 NVIDIA 这类单一硬件厂商难以全面覆盖的市场。

长期护城河

那么,长期来看,什么能构成 HAMi 的”护城河”呢?坦白说,现在各种 AI 工具确实降低了不少技术的 learn & build 的门槛,单纯强调”技术壁垒有多高”或许不那么牢靠。

我认为,真正的壁垒更多在于那些难以快速复制的要素:

1. 社区生态与认知
HAMi 作为 CNCF 的 Sandbox 项目,已经在云原生社区积累了一定的认知和影响力,我们与 Volcano、Koordinator 等项目的集成、以及正在和 KAI-Scheduler 的协同工作,连同不断增长的社区用户和贡献者,正在逐步形成一个生态圈,赢得这个圈子的信任需要时间。

2. 异构支持的战略纵深
对多种异构硬件特别是国产芯片的支持,为 HAMi 在特定市场(尤其是国内)构建了战略纵深和独特的价值定位,只要这种需求存在,HAMi 就有其不可替代性。

3. 客户信任与产品稳定性
但这其中,我认为最重要的护城河,还是通过大规模实战检验所积累的客户信任与产品稳定性。企业选择基础设施软件,最终看的还是稳定可靠和良好支持。像华为、顺丰科技、科大讯飞等领先企业的实践与评估,这个逐步积累信任、打磨成熟度、沉淀运维经验的过程,才是最难被快速复制的。

即使有了类似技术,要让企业客户放心用到生产环境,依然需要跨越很高的信任门槛。

未来展望

所以,对于”NVIDIA 会不会自己下场”的担忧,结合他们收购 Run:ai 后的策略来看,我个人判断短期内可能性不大。即使未来出现变化,HAMi 凭借其异构支持和已有的市场基础,也并非没有一战之力。

真正的挑战,其实在于我们自己能否持续打磨产品,赢得更多客户的深度信任,并创造更多成功的标杆案例。

4. 结语

回到最初的问题,vGPU 或者说细粒度的 GPU 共享,我认为绝非伪命题,而是真实存在的市场需求催生出的技术方向。NVIDIA 选择不做,更多是其自身战略和商业上的权衡。

而 HAMi 的价值,正在于它精准地切入了这部分被 NVIDIA “留白”的需求空间,特别是在异构算力管理和国产化适配成为重要议题的当下。它的力量在于技术实现、异构兼容与生态整合的有机结合;而其长期的根基,相比技术本身,将更多地建立在通过大规模实战赢得的客户信任、产品稳定性以及在特定市场的深度绑定之上。

当然,以上仅是我作为一名社区开发者,基于当前已有信息和实践的一些不成熟思考。非常期待能听到更多来自社区朋友们的真知灼见,也欢迎大家随时交流、批评指正,一起探讨,共同推动这个领域向前发展。

谢谢大家!