设计决策:HDX 显卡概述

简介

为了满足不同的用户要求,Citrix HDX 协议允许配置不同的图形模式。本文的目的是概述不同的 HDX 模式以及它们的配置方式。它为您提供了一个起点,您可以从中配置环境以最适合用户需求、工作负载和当前网络条件。

重要注意:除非另有说明,本文基于 Citrix Virtual Apps and Desktops 1912。有关基于 7.15 的概述,请参阅博客文章 HDX 图形编码器配置概述 — 真正重要的内容

免责声明:结果可能会有所不同,强烈建议您运行自己的测试,以了解哪些最适合您的使用案例。

HDX 图形概述

在深入研究特定的图形策略之前,让我们回顾一下我们如何对您在 HDX 会话屏幕上看到的内容以及用于演示的底层技术进行分类。

当我们为应用程序或桌面交付图形内容时,HDX 图形编码引擎 Thinwire 将显示数据动态分为三种类型:

  • 文字、简单图像和纯色
  • 静态图像内容
  • 移动(或流体)图像

HDX 图形 1

在上面的示例中,文本或简单图像以蓝色突出显示,静态图像为橙色,移动(或流体)图像以绿色突出显示。

在 Citrix Virtual Apps and Desktops 中,Thinwire 可以采取不同的方法进行显示分析、压缩和交付:Citrix 调整了行业领先标准 H.264 和 H.265 的使用,以便在其 “全屏” 和 “选择性” 编解码器实施中高效交付高质量视频内容。

  • 选择将 Thinwire 配置为不使用视频编解码器配置 Thinwire 以使用视频编解码器用于主动变化的区域 使用视频编解码器允许 Thinwire 检测到的瞬态内容(流体图像或视频)区域并根据上检测到的设置策略和功能对其进行编码终端节点。Thinwire 将这些 “选定”(或暂时)片段编码为自适应 JPEG 或 H.264 /H.265。自适应 JPEG 和 “选择性” H.264 /H.265 被认为是子功能,因为 Thinwire 是核心技术。然后,将剩余的非瞬态片段(编码为 JPEG 和运行长度编码 (RLE))合并以完成会话中的显示。
  • 选择将 Thinwire 配置为使用整个屏幕的编解码器会告诉 Thinwire 将整个屏幕视为暂时内容,但文本除外(默认情况下),并使用 H.264 或 H.265 视频编解码器对显示数据进行编码。然后将文本叠加到屏幕上以提供完整的图像。H.265 在不影响质量的情况下实现了高于 H.264 的压缩。但是,H.265 的处理成本很高,只有在Virtual Delivery Agent (VDA) 上与 选定 GPU 一起使用时才受支持。使用 CPU 编码时无法使用 H.265。此外,对客户端端点上的 H.265 显示数据进行解码时,还需要采用 GPU 或专门构建的瘦客户端形式的 H.265 兼容硬件。查看供应商文档以确定终端硬件的 H.265 可支持性。

由于 H.264 兼容性具有更广泛的基础,除非另有说明,否则我们将重点放在本文中的全屏 H.264 和选择性 H.264。

根据配置的 HDX 模式,这些类别使用不同的方式进行编码:

  • 文本和简单图像 几乎总是使用运行长度编码 (RLE) 以无损的方式进行编码。从版本 7.17 开始,使用名为 MDRLE 的 Citrix 专有 RLE 版本,它允许更高的压缩率 CTX232041。启用 针对 3D 图形工作负载进行优化 将禁用无损文本检测并使用 H.264 /H.265 而不是 RLE 传输内容。您可以通过本文后面的 Visio 图表可视化此策略。
  • 对于同时具有选择性 H.264 /H.265 和自适应 JPEG 的 静态图像 ,JPEG 用于编码,而如果选择全屏 H.264 /H.265 作为图形模式,则使用视频编解码器 H.264 /H.265。如果使用 JPEG,则可以使用 “视觉质量” 设置来配置其质量。有关更多详细信息,请查看本文后面附带的 Visio 图表。
  • 对于 移动图像 ,将视频编解码器 H.264 /H.265 配置为选择性 H.264 或 Thinwire 时使用视频编解码器 H.264/H.265。如果配置了带自适应 JPEG 的 Thinwire,则 JPEG 的质量会自动调整(因此名称)适应帧速率和可用带宽等条件。

回顾一下,Thinwire 在配置如下时使用了不同的技术:

将 Thinwire 配置为不使用视频编解码器

  • 文本:RLE
  • 简单的图像和纯色:RLE
  • 静态图像:JPEG
  • 移动图像:自适应 JPEG

配置 Thinwire 以将视频编解码器用于主动变化的区域

  • 文本:RLE
  • 简单的图像和纯色:RLE
  • 静态图像:JPEG
  • 移动图片:H.264 /H.265

配置 Thinwire 以在整个屏幕上使用编解码器

  • 文本:RLE(如果启用了针对 3D 图形工作负载的优化,则为 H.264 /H.265)
  • 简单的图像和纯色:H.264 /H.265
  • 静态图像:H.264 /H.265
  • 移动图片:H.264 /H.265

在下一节中,我们将介绍实现上述行为的政策。

HDX 图形模式

使用视频编解码器进行压缩 策略是通过配置适合不同用例的显示方法为最终用户提供最佳体验的核心功能。下面我们将上面概述的技术与 Citrix Studio 中可配置的策略设置进行映射。

  • 对于积极变化的地区 = Thinwire 有选择性 H.264 /H.265
  • 不要使用视频编解码器(默认回退方法) = Thinwire 与自适应 JPEG
  • 对于整个屏幕 = Thinwire 全屏 H.264 /H.265
  • 首选时使用(策略默认值)= 除非还设置了针对 3D 图形工作负载的优化,否则将使用具有选择性 H.264 / H.265 的 Thinwire,然后使用 Thinwire 全屏 H.264 /H.265

客户端端点和虚拟交付代理 (VDA) 的功能将在会话启动或会话重新连接时进行评估。如果客户端不支持 H.264/H.265,则无论 VDA 上设置的策略如何,显示方法都是带自适应 JPEG 的 Thinwire。

配置 Thinwire 以将视频编解码器用于主动变化的区域

主动变化区域 ” 图形模式是我们最平衡的设置。因此,我们建议在开始基准环境中的策略时从此模式开始,因为它涵盖了广泛的用户群(例如偶尔播放视频的 Office worker)。

这种模式的核心是将 JPEG 用于静态图像,RLE 用于文本、简单图像和纯色块,以及 VDA 确定为静态的屏幕区域的位图缓存。VDA 持续分析屏幕的流体移动区域(例如多媒体),并有选择地使用 H.264 /H.265 对流体区域进行编码。

如下图所示,H.264 /H.265 在检测到液体移动区域之前处于 “非活动状态”。然后,VDA 将转换为 H.264 /H.265 以在流体移动期间对所选片段进行编码,并在选定的片段不再包含流体内容后返回到 “非活动” 状态。

HDX 图形 2

H.264 /H.265 提供了比自适应 JPEG 更丰富的体验,而牺牲 CPU 来压缩流体运动区域。与适用于多媒体工作负载的自适应 JPEG 相比,H.264 /H.265 的网络带宽通常会减少。强烈建议使用您的特定用例运行自己的测试(请查看下面的工具部分)。

将 Thinwire 配置为不使用视频编解码器

不使用视频编解码 器为客户端端点(包括不支持 H.264 /H.265 图形解码的端点)提供了最大的兼容性。

在此图形模式下,Thinwire 的行为与为主动变化区域配置时的行为类似。VDA 分析屏幕的流体移动区域。但是,Thinwire 不是使用 H.264 /H.265 进行编码,而是将移动图像编码为自适应 JPEG 以提供高兼容性,或者不需要 H.264 /H.265。其余区域显示为静止图像的 JPEG,文本和简单图形的 RLE 显示为提供高质量图像。

使用自适应 JPEG 对移动图像进行编码的 CPU 处理通常低于 Thinwire(用于全屏或主动变化区域的 H.264)。如果服务器可扩展性是您的首要任务,则需要此模这种权衡表现在 WAN 场景中的带宽增加和移动图像保真度降低。建议将此图形模式用于移动图像最少的用例,例如在呼叫中心或销售点系统中。在这种情况下,此模式下的带宽利用率与配置为主动变化区域的视频编解码器的 Thinwire 相似。

不使用视频编解码器 ” 策略设置是其他两种图形模式的默认回退方法(将视频编解码器用于主动更改的片段或整个屏幕)。

配置 Thinwire 以在整个屏幕上使用编解码器

对于整屏图形模式设置将 VDA 配置为使用 H.264 /H.265 对所有显示数据进行编码,但文本除外。文本使用 RLE 进行编码,并与屏幕的其余部分叠加。如果启用了 针对 3D 图形工作负载优化 ,则包括文本在内的整个屏幕将编码为 H.264 /H.265。

将 Thinwire 配置为使用整个屏幕的视频编解码器是为大量的多媒体用例而设计的,在这种情况下,屏幕的较大区域正在运动。更高的压缩和质量是以牺牲 CPU 和服务器可扩展性为代价的。

在使用繁重的多媒体、3D 建模或 CAD 绘图应用程序时,此模式本身可以提供良好的用户体验。如果规模不足,CPU 可能很快成为瓶颈,导致在繁重的多媒体条件下的性能和用户体验差。在使用这些应用程序类型时,请考虑 GPU 卸载功能来补充此图形模式。

默认情况下, YUV420 用作色彩空间。使用全屏 H.264,您可以在 YUV420 或 YUV444 之间进行选择:

HDX 图形 3

正如您所看到的,YUV444 提供了更好的质量,但它对带宽要求有重大影响。使用 YUV444 还将禁用客户端的硬件解码(因此也禁用 H.265(如果可用)。

您可以使用以下设置为全屏 H.264 启用 YUV444:

  • 视觉质量:始终无损/构建为无损
  • 允许视觉无损压缩:启用

有关更多详细信息,请查看本文中的 Visio 图表。

HDX 图形配置

由于 使用视频编解码器进行压缩 策略是基准配置的良好起点,因此可以设置其他策略以进一步自定义可视化策略,以适应不同的工作负载。通过自定义这些支持策略设置,您可以选择降低某些区域的质量,以回收资源、实现更高的可扩展性和节省带宽。您还可以选择提高质量,以支持需要精确可视化的用例,如医疗保健行业那样。下面的图表概述了这些设置(点击图片查看完整尺寸的 PDF):

HDX 图形 2

此外,请查看下面的 “ 使用案例 ” 部分,了解这些附加策略(下面列出)如何减少资源消耗,尽管质量(在某些情况下)略有下降。

CPU 或 GPU

默认情况下,所有图形编码处理都在 VDA 的 CPU 内进行。目前支持 AMD、英特尔和 NVIDIA 显卡在发送到终端进行解码之前将编码卸载到 GPU。

将图形编码卸载到 GPU 将释放 CPU 上的资源用于其他任务,从而为最终用户带来更好的整体体验。

由于对 GPU 功能的支持不同,在启用 “对 视频编解码器使用硬件编码” 策略设置时,请访问 Citrix Docs 查看每个供应商 GPU 的功能支持性。

用例

一旦知道了设置细节,下一个明显的问题是:“什么 HDX 模式最适合我的使用案例?”或者 “有任何配置建议吗?” 像往常一样,答案是:这取决于。在大多数情况下,“一刀切” 的方法可能不是最佳方法,而是不同用例的不同设置。那么,您必须问自己的第一个问题是:我面临哪些挑战和使用案例?是否有任何图形密集型工作负载以及我需要满足的多媒体要求吗?用户的网络连接如何?

在大多数情况下,将 Thinwire 配置为使用视频编解码器来处理主动变化的区域是最佳选择。此外,最好明确配置不同的设置,以确保即使在环境更新之后也应用相同的设置。正如您在以下链接中看到的那样,使用的默认 HDX 模式已随着时间的推移而改变 HDX 图形编码器配置概述 — 真正重要的是。因此,请明确配置要运行的 HDX 模式。通常,不要使用 “使用视频编解码器进行压缩:在首选时使用”,因为根据您运行的操作系统、硬件和 VDA 版本的类型,此设置可能会产生不同的效果。此外,请避免配置任何链接到旧图形模式的 Citrix 策略。这些设置仅在 Windows 服务器 2008 R2 和 Windows 7 上受支持,出于兼容性原因而保留这些设置。

为了让您了解如何开始,我们为下面的几个通用案例创建了一些基线配置。尽管如此,我们建议您运行自己的测试,以确保根据自己的特定需求配置了最佳模式:

低带宽

本用例描述了通过连接进行连接的用户,受到严重的带宽限制。以下基线可能是一个很好的开始:

  • 使用视频编解码器进行压缩:不要使用视频编解码器
  • 视觉质量:低
  • 简单图形的首选颜色深度:8 位/16 位
  • 额外的颜色压缩:启用
  • 目标帧速率:15
  • 目标最低帧率:10
  • 移动图像压缩:已启用
  • HDX 自适应传输:首选

正如您所看到的,即使使用低带宽连接,我们也经常不会将颜色深度设置为 8 位,而是将其保持在 16 位。尽管 8 位可以显著降低带宽需求,但它也显著降低了用户体验。因此,建议仅在其他情况下无法访问的最极端情况下使用 8 位。

呼叫中心/销售点

此使用案例描述了没有特殊多媒体要求的呼叫中心或销售点工作场所。我们的目标是在用户体验和用户密度之间找到一个很好的组合:

  • 使用视频编解码器进行压缩:不要使用视频编解码器
  • 视觉质量:中
  • 简单图形的首选颜色深度:24 位
  • 额外的颜色压缩:禁用
  • 目标帧速率:20
  • 目标最低帧率:10
  • 移动图像压缩:已启用
  • HDX 自适应传输:首选

任务工作者

在任务工作人员使用案例中,用户还有一些多媒体要求,例如在线观看视频以及使用一组基本的办公应用程序:

  • 使用视频编解码器进行压缩:用于积极变化的区域
  • 对视频编解码器使用硬件编码:已启用(如果可用)
  • 视觉质量:中
  • 简单图形的首选颜色深度:24 位
  • 额外的颜色压缩:禁用
  • 目标帧速率:30
  • 目标最低帧率:10
  • 移动图像压缩:已启用
  • HDX 自适应传输:首选
  • 图形硬件加速:启用(为 Citrix Workspace 应用程序配置(如果可用)

3D 工作负载

对于 CAD /CAE 之类的 3D 工作负载,用户体验至关重要,因此使用以下设置:

  • 使用视频编解码器进行压缩:用于积极变化的区域
  • 对视频编解码器使用硬件编码:已启用(如果可用)
  • 视觉质量:构建为无损
  • 目标帧速率:30(如有必要,可以为 60)
  • 目标最低帧率:10
  • HDX 自适应传输:首选
  • 图形硬件加速:启用(为 Citrix Workspace 应用程序配置(如果可用)
  • H265 图形解码:启用(为 Citrix Workspace 应用程序配置(如果可用)

终端设备考虑

我们的目标是支持将 Citrix Virtual Apps and Desktops 交付到任何位置的任何设备。

表面上这听起来很有吸引力。但是,这并不一定意味着所有端点上都存在所有功能。例如,H.264 /H.265 解码支持可能缺失,或者仅在特定范围内支持,例如最大显示器分辨率或最大显示器数量。

我们建议您查看所选终端节点的供应商文档,以确定 H.264 /H.265 的整体可支持性。

瘦客户端

大多数瘦客户机都是专为目标使用案例而构建的,具有针对其硬件平台进行了优化的特定软件配置。我们鼓励在购买之前与供应商合作,在您的环境中评估瘦客户机测试单元,以确保终端节点满足您的组织需求。

强烈建议您在项目的研究阶段访问我们的 Citrix Ready 网站 ,以确定所考虑的硬件是否已通过评估并与所需的功能兼容。

Citrix Ready 计划根据符合条件的使用情形功能对 瘦客户端 进行分类:

  • HDX Ready — 支持任务工作人员访问基本办公应用程序和轻型多媒体
  • HDX Premium — 支持与 HDX Ready 终端节点类似的工作负载此外,HDX Premium 终端节点为统一通信提供支持,例如 Skype for Business。
  • HDX 3D Pro — 支持在访问图形密集型应用程序(如 CAD、地理信息系统 (GIS) 和医学影像相关软件时需要高端端性能的高级用户 H.264 /H.265 编解码器支持才能通过资格认证。

您可以在此处找到每个 HDX 级别下功能的认证标准。

厚的客户

如果您在环境中管理厚客户端端点,请在确定编解码器支持 (H.264/H.265) 时考虑以下组件:

工具

是否有任何工具可以帮助您配置环境?是的,有很多可以帮助您在旅途中找到最适合您的配置集:

HDX Monitor

HDX 图形 4

HDX Monitor 可帮助您检查在特定会话中实际有效的设置。最新版本可以 在这里找到。

图形状态指示器

可通过启用图形状态指示器设置通过 Citrix 策略启用内置图形状态指示器,并将显示 Citrix 会话中的当前设置:

HDX 图形 5

关键要点

使用视频编解码器进行压缩 策略允许您在上面所示的不同 HDX 图形模式之间进行选择。每种模式在资源消耗方面都有其优势和权衡,无论是 CPU 还是网络利用率。资源消耗,特别是 CPU,影响服务器的可扩展性

可以自定义其他策略,例如视觉质量、Target Framerate 和其他策略,以降低视觉质量为代价抵消资源消耗,或在最需要的地方提高质量。自定义这些策略以适应自己环境中的用例。请参阅 Visio 图表以指导您完成整个过程。

端点选择对于与所选图形模式的兼容性至关重要。VDA 将 Thinwire 配置为不支持 H.264 的端点不使用视频编解码器作为回退方法。

利用我们的内置工具(HDX Monitor 和图形状态指示器)来评估策略设置是否符合预期结果。

Thinwire 用于积极变化的区域 通常是适当的起点。但是,了解您的使用案例并相应地配置环境是向最终用户提供丰富体验的最佳方法。

来源

本文的目标是帮助您规划自己的实施。为了简化此任务,我们想为您提供源图,您可以根据自己的需要进行调整: 源图

设计决策:HDX 显卡概述