虚拟化规则

虚拟化模板

当前各处理器及型号包含的硬件资源如表1所示。

表1 产品规格
处理器型号	AI Core核数	内存	AI CPU	VPC总核数	VDEC总核数	JPEGD总核数	PNGD总核数	VENC总核数	JPEGE总核数
Atlas 训练系列产品（30个AI Core）	30	32G	14	16	16	16	24	NA	8
Atlas 训练系列产品（32个AI Core）	32	32G	14	16	16	16	24	NA	8
Atlas 推理系列产品（8个AI Core）	8	24G	7	12	12	16	NA	3	8

昇腾AI处理器包含AI Core、AI CPU、DVPP、内存等硬件资源，主要用途如下：

AI Core主要用于矩阵乘等计算，适用于卷积模型。
AI CPU主要负责执行CPU类算子（包括控制算子、标量和向量等通用计算）。
虚拟化实例（创建指定芯片的vNPU）会使能SRIOV，将data CPU转化为AI CPU，因此会导致NPU信息中的AI CPU个数发生变化。
DVPP为数字视觉预处理模块，提供对特定格式的视频和图像进行解码、缩放等预处理操作，以及对处理后的视频、图像进行编码再输出的能力，包含VPC、VDEC、JPEGD、PNGD、VENC、JPEGE模块。
- VPC：视觉预处理核心，提供对图像进行缩放、色域转换、降bit数处理、存储格式转换、区块切割转换等能力。
- VDEC：视频解码器，提供对特定格式的视频进行解码的能力。
- JPEGD：JPEG图像解码器，提供对JPEG格式的图像进行解码的能力。
- PNGD：PNG图像解码器，提供对PNG格式的图像进行解码的能力。
- VENC：视频编码器，提供对特定格式的视频进行编码的能力。
- JPEGE：JPEG图像编码器，提供对图像进行编码输出为JPEG格式的能力。

表2 虚拟化实例模板
产品型号	虚拟化实例模板	说明
Atlas 训练系列产品（30或32个AI Core）	虚拟化实例模板包括：vir02、vir04、vir08、vir16。	vir后面的数字表示AI Core数量。 c前面的数字表示AI CPU数量。 dvpp表示虚拟化时包含所有数字视觉预处理模块（即VPC，VDEC，JPEGD，PNGD，VENC，JPEGE）。 ndvpp表示虚拟化时没有数字视觉预处理硬件资源。
Atlas 推理系列产品（8个AI Core）	虚拟化实例模板包括：vir01、vir02、vir04、vir02_1c、vir04_3c、vir04_3c_ndvpp、vir04_4c_dvpp。	vir后面的数字表示AI Core数量。 c前面的数字表示AI CPU数量。 dvpp表示虚拟化时包含所有数字视觉预处理模块（即VPC，VDEC，JPEGD，PNGD，VENC，JPEGE）。 ndvpp表示虚拟化时没有数字视觉预处理硬件资源。

表3 各虚拟化实例模板对应的资源信息
处理器型号	虚拟化实例模板	AI Core核数	内存	AI CPU	VPC	VDEC	JPEGD	PNGD	VENC	JPEGE
Atlas 训练系列产品（30或32个AI Core）	vir16	16	16G	7	8	8	8	12	NA	4
	vir08	8	8G	3	4	4	4	6	NA	2
	vir04	4	4G	1	2	2	2	3	NA	1
	vir02	2	2G	1	1	1	1	1	NA	0
Atlas 推理系列产品（8个AI Core）	vir04	4	12G	4	6	6	8	NA	2	4
	vir04_3c	4	12G	3	6	6	8	NA	1	4
	vir02	2	6G	2	3	3	4	NA	1	2
	vir02_1c	2	6G	1	3	3	4	NA	0	2
	vir01	1	3G	1	1	1	2	NA	0	1
	vir04_3c_ndvpp	4	12G	3	0	0	0	NA	0	0
	vir04_4c_dvpp	4	12G	4	12	12	16	NA	3	8

虚拟化实例组合

Atlas 推理系列产品支持虚拟化实例组合如图1所示，1个昇腾AI处理器最大支持切分7个虚拟化实例，用户需要按照组合规格对NPU硬件资源进行虚拟化切分。

由于Atlas 推理系列产品只配置7个AI CPU，因此导致对Atlas 推理系列产品进行虚拟化时，无法做到资源均衡的划分vNPU，vNPU支持的划分组合如图1所示，因此您在使用Atlas 推理系列产品进行虚拟化实例功能前，需要评估现场服务器上推理应用所需的资源要求，比如划分6个vir01后，无法再切分2个vir01，只能再划分一个vir02_1c（或者一个vir01，但是会浪费一个AICore），所以建议您的推理应用正式使用vNPU前，可以先划分vNPU进行测试验证，找到最佳的切分策略。

如果您需要了解典型模型在vNPU上推理的性能数据，您可以联系华为技术支持工程师获取信息。

图1 Atlas 推理系列产品支持虚拟化实例组合

Atlas 训练系列产品的虚拟化实例组合不一一列举，虚拟化机制为在一个NPU上创建的虚拟实例包含的AICore数量达到了NPU实际AICore数量后就不能够继续切分，如昇腾AI处理器为30个AICore时，则不能切分两个vir16，只能切分一个vir16，剩余的14个AICore则可以按照vir08+vir04+vir02切分，而昇腾AI处理器为32个AICore时，则支持两个vir16。昇腾AI处理器为30个AICore时，最大支持切分15个虚拟化实例，昇腾AI处理器为32个AICore时，最大支持切分16个虚拟化实例。

虚拟化模式

虚拟化模式包含硬件虚拟化和软件虚拟化两种模式，两种模式说明如下：

硬件虚拟化是指NPU虚拟化为vNPU后，该vNPU对应的AICore、AICPU、内存等硬件资源和其他vNPU相互隔离，为AI任务分配一个vNPU后，该任务可单独使用为其分配的硬件资源，互不影响。
软件虚拟化是指用户创建vNPU时，相当于创建一个虚拟实例，而NPU的硬件资源相当于一个资源池，虚拟实例分配给AI任务使用时，该虚拟实例从资源池调用对应的硬件资源。

Atlas 训练系列产品只支持软件虚拟化方式，而Atlas 推理系列产品中vir04、vir04_3c、vir02、vir02_1c、vir04_3c_ndvpp、vir04_4c_dvpp模板为硬件虚拟化模式，vir01模板为软件虚拟化模式。

Atlas 推理系列产品虚拟化实例还涉及vGroup的概念：

vGroup是指虚拟化时NPU根据用户指定的虚拟化模板划分出虚拟资源组vGroup，每个vGroup包含若干AICore、AICPU、片上内存、DVPP资源；
如果用户使用模板vir04、vir04_3c、vir02、vir02_1c、vir04_3c_ndvpp、vir04_4c_dvpp，那么系统就会创建一个对应资源的vGroup，该vGroup包含与虚拟化实例模板匹配的AICore和其他硬件资源，vGroup再将资源提供给vNPU使用，虚拟化实例模板组合和vGroup的分配关系如图2所示；
Atlas 推理系列产品最多支持划分4个vGroup，vGroup至少包含2个AICore，如果用户使用模板vir01（无论是1个vir01还是2个vir01），NPU分配的vGroup同样包含2个AICore，vNPU通过分时复用的方式使用vGroup资源，比如通过2个vir01模板切分的2个vNPU，那么每个vNPU会通过串行的方式轮流使用vGroup的资源（如vNPU1使用1毫秒，然后vNPU2使用1毫秒）。

图2 vGroup和虚拟化实例模板组合的对应关系

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