使用显卡虚拟化转码,使用DDA分配显卡

本文介绍了如何在WindowsServer2016中使用离散设备分配(DDA)将PCIe设备如NVMe存储和显卡分配给虚拟机,包括配置步骤、注意事项和常见问题解决。涉及的步骤包括设置VM、禁用设备和分配设备给来宾VM,以及处理GPU兼容性和组策略设置。

 Windows Server 2016 开始,可以使用离散设备分配 (DDA) 将整个 PCIe 设备传递到虚拟机 (VM) 中。这样做允许从 VM 中高性能访问 NVMe 存储或显卡等设备,同时能够应用设备的本机驱动程序。有关正常工作的设备以及可能的安全隐患的详细信息,请参阅规划使用离散设备分配部署设备

 重要

尽管不是必需的,但如果未启用或不支持单根 I/O 虚拟化 (SR-IOV),则在使用 DDA 部署图形设备时可能会遇到问题。

将设备与 DDA 配合使用有三个步骤:

  1. 为 DDA 配置 VMConfigure the VM for DDA
  2. 从主机分区中卸除设备
  3. 将设备分配给来宾 VM

您可以以管理员身份在 Windows PowerShell 控制台上执行主机上的所有命令。

为 DDA 配置 VMConfigure the VM for DDA

解决方案的第一步是解决对 VM 的 DDA 限制。 使用以下 PowerShell cmdlet 配置 VM 以启用 TurnOffAutomatic Stop Action

PowerShell的复制
<think> 首先,用户的问题是:“我想查找通过hyper虚拟机分配显卡独占使用的方法”,翻译为“I want to find a method to exclusively assign a graphics card to a Hyper-V virtual machine”。用户提供了几个引用,我需要参考这些引用。 用户提供的引用内容: - [^1]: 讨论在Hyper-V中让Ubuntu使用主机NVIDIA显卡的方法,包括GPU直通、远程GPU加速和WSL 2。 - [^2]: 强调在GPU直通时,需要将整个设备组直通,包括所有相关设备如音频设备。 - [^3]: 提到Hyper-V的设备直通(DDA)实践,指出内存空间需求问题。 - [^4]: 链接到一个视频,展示GPU虚拟化性能接近原生。 - [^5]: 提供了一个PowerShell命令用于设置GPU分区。 用户的问题是明确的:查找通过Hyper-V虚拟机分配显卡独占使用的方法。这直接指向GPU直通技术。 根据系统级指令: - 所有行内数学表达式必须使用$...$。 - 独立公式必须使用$$...$$。 - 使用中文回答。 - 生成相关问题。 - 在回答中引用的段落末尾添加引用标识。 - 回答结构清晰,逐步解决问题。 我的回答需要: 1. **结构清晰**:逐步解释如何实现显卡独占分配。 2. **参考引用**:在相关的部分添加引用标识。 3. **生成相关问题**:在回答结束后添加相关问题。 4. **使用中文**:整个回答用中文。 5. **LaTeX语法**:如果有数学公式,正确格式化。 关键方法:GPU直通技术(GPU Passthrough)或设备直通(Discrete Device Assignment, DDA)。 从引用中综合: - 方法1: GPU直通,需要支持IOMMU、硬件兼容等。 - 方法2: 远程GPU加速。 - 方法3: WSL 2(但这不是虚拟机独占)。 - 引用[^2]强调必须直通整个设备组。 - 引用[^3]讨论DDA的内存空间需求。 - 引用[^5]提供命令设置GPU分区。 用户指定了“独占使用”,所以焦点在GPU直通。 步骤思路: 1. 介绍GPU直通的概念。 2. 前提条件:硬件要求(如IOMMU支持)。 3. 配置步骤:启用DDA、隔离设备、分配设备。 4. 潜在问题:如引用[^2]的设备组问题。 5. 总结其他方法(如远程GPU),但强调独占使用首选直通。 生成相关问题:基于主题,如优化、性能分析等。 回答大纲: - 引言:解释Hyper-V中显卡独占分配的方法。 - 必要条件:列出硬件和软件要求。 - 详细步骤:如何设置GPU直通。 - 验证方法:如运行命令检查。 - 注意事项:引用[^2]和[^3]的警告。 - 其他选项:简要提及远程GPU等。 - 相关问题。 确保引用标识: - 在描述步骤时,引用相关部分添加[^1], [^2], [^3]。 LaTeX:可能没有数学公式,但如果有变量或命令,使用行内格式。引用[^5]有命令,可以用代码块表示。 最终回答结构: 1. 回答用户问题。 2. 生成相关问题。 </think> ### 通过 Hyper-V 虚拟机分配显卡独占使用的方法 在 Windows Hyper-V 中,实现显卡独占分配(即虚拟机直接控制物理显卡)主要通过 **GPU 直通技术(Discrete Device Assignment, DDA)** 实现。这种方法允许虚拟机“独占”访问主机的物理 GPU,从而提升图形处理和计算性能。不过,GPU 直通对硬件和配置有严格要求,且需谨慎操作以避免兼容性问题。以下是详细的逐步指南,基于您提供的引用内容综合整理。 #### 1. **必要条件:硬件和软件准备** - **硬件要求**: - 主机必须支持 IOMMU(Intel VT-d 或 AMD-Vi)功能,并在 BIOS/UEFI 中启用[^1][^3]。 - GPU 必须支持直通(常见 NVIDIA 或 AMD 显卡需检查供应商文档)。 - 主机系统:Windows 10/11 Pro/Enterprise 或 Windows Server 2016 及以上版本(包含 Hyper-V 角色)[^1][^3]。 - **软件要求**: - 在主机上安装最新 NVIDIA/A卡驱动程序。 - 确保 Hyper-V 已启用(通过 PowerShell 运行 `Enable-WindowsOptionalFeature -Online -FeatureName Microsoft-Hyper-V -All`)。 #### 2. **配置步骤:启用 GPU 直通** 以下是实现显卡独占分配的核心步骤: - **步骤 1:禁用 GPU 设备以准备隔离** - 在主机上,打开 PowerShell(管理员权限),运行命令获取 GPU 设备位置标识(LocationPath): ```powershell Get-PnpDevice -Class Display | Format-List FriendlyName, InstanceId ``` - 记录目标 GPU 的 `InstanceId`(例如 `PCI\VEN_10DE&DEV_1C03`)。 - 禁用 GPU 设备(确保无应用程序在使用): ```powershell Disable-PnpDevice -InstanceId "PCI\VEN_10DE&DEV_1C03" -Confirm:$false ``` - **注意**:禁用后主机屏幕可能黑屏,需通过远程连接或另一台设备操作[^3]。 - **步骤 2:直通整个设备组(避免隔离问题)** - GPU 通常与音频设备等组成 IOMMU 组。必须直通整个组,否则会导致失败[^2]。 - 查找设备组:运行命令列出所有 PCI 设备: ```powershell Get-VMHostAssignableDevice -All ``` - 识别与 GPU 相关的设备组(例如 `GroupID: 1`),并记录所有设备路径。 - **步骤 3:分配 GPU 到虚拟机** - 关闭目标虚拟机(如 Ubuntu)。 - 在 PowerShell 中,将 GPU 组分配给虚拟机(替换 `VMName` 和 `LocationPath`): ```powershell Add-VMAssignableDevice -VMName "Your_VM_Name" -LocationPath "PCIROOT(0)#PCI(0100)#PCI(0000)" ``` - **参数说明**:`LocationPath` 来自步骤 1 的输出。 - 如果使用 NVIDIA GPU,可能需要额外设置内存分区(引用[^5]): ```powershell Set-VMGpuPartitionAdapter -VMName "Your_VM_Name" -MinPartitionVRAM 0 -MaxPartitionVRAM 1000000000 -OptimalPartitionVRAM 1000000000 ``` - 调整 `MaxPartitionVRAM` 等参数以匹配 GPU 显存(例如 8GB 显存设为 `8589934592`)[^3][^5]。 - **步骤 4:启动虚拟机并安装驱动** - 启动虚拟机(Ubuntu),安装对应 GPU 驱动程序: ```bash sudo apt update sudo apt install nvidia-driver-<版本号> # 替换为兼容版本,例如535 ``` - 验证 GPU 独占状态:在虚拟机中运行 `nvidia-smi`,应显示 GPU 信息且无主机占用[^1]。 #### 3. **常见问题和注意事项** - **内存空间限制**:高端 GPU(如 NVIDIA V100)需要大 MMIO 空间(64 位空间至少 16GB)。默认 Hyper-V 虚拟机仅分配 512MB,需扩展: - 编辑虚拟机 XML 配置文件或使用 PowerShell 调整 `-MinMemory` 和 `-MaxMemory` 参数[^3]。 - **性能优化**:直通后 GPU 性能接近原生(95% 以上),但需确保虚拟机分配足够 CPU 和 RAM[^4]。 - **备选方案**:如果不满足直通条件: - **远程 GPU 加速**:在主机安装 NVIDIA GRID 驱动,虚拟机通过远程访问使用 GPU(性能较低)[^1]。 - **WSL 2**:轻量级 GPU 加速方案,无需直通,但仅适用于 Linux 开发环境而非完整虚拟机[^1]。 #### 4. **验证独占使用** - 在虚拟机中运行 GPU 密集型任务(如 CUDA 程序)。 - 使用 `nvidia-smi` 监控:GPU 利用率应 100% 由虚拟机占用,主机任务无干扰[^1][^4]。 - 如果失败,检查主机 BIOS 设置(确保 VT-d/AMD-Vi 开启)和驱动程序冲突。 **总结**:GPU 直通是 Hyper-V 中实现显卡独占分配的最高效方法,但需硬件支持和细致配置。优先推荐此方案,性能损失小(5% 以内)[^4]。如果直通不可行,远程 GPU 或 WSL 2 可作为退路。操作前务必备份主机系统。
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