Der Hyper-V-GPU-Passthrough verändert die Art und Weise, wie Organisationen anspruchsvolle Workloads in Hyper-V-virtuellen Umgebungen ausführen. Indem virtuelle Maschinen direkt auf eine physische GPU zugreifen oder diese effizient teilen können, eröffnen sich neue Anwendungsfälle wie das Training von KI-Modellen oder 3D-Rendering – und das alles, ohne das vertraute Hyper-V-Setup verlassen zu müssen. Doch wie funktioniert das genau? Welche Fallen lauern? Wir erklären Ihnen alles, was Sie über Hyper-V-GPU-Passthrough wissen müssen – von den Grundlagen bis hin zur fortgeschrittenen Implementierung.
Was ist Hyper-V GPU-Passthrough?
Hyper-V GPU-Passthrough ermöglicht die Zuweisung einer physischen GPU vom Host-Server direkt an eine virtuelle Maschine (VM), wodurch die VM echte GPU-Leistung nutzen kann, anstatt auf emulierte Grafik angewiesen zu sein. Dies ist entscheidend für rechenintensive Aufgaben wie maschinelles Lernen, CAD-Modellierung, Videokodierung oder wissenschaftliches Rechnen.
Voraussetzungen für Hyper-V GPU-Passthrough
Bevor Sie den Hyper-V GPU-Passthrough einrichten, überprüfen Sie sorgfältig sowohl die Hardware- als auch die Software-Anforderungen. Bereits eine fehlende Angabe kann zu frustrierenden Fehlern führen.
Hardware-/Software-Validierungsliste
Für Discrete Device Assignment (DDA):
BS: Windows Server 2016 oder neuer mit aktivierter Hyper-V-Rolle
GPU: Unterstützte PCIe-GPUs (z. B. NVIDIA Tesla, Quadro, AMD Radeon Pro/FirePro)
VM-Typ: Nur Generation-2-VMs
Einstellungen: Dynamischer Speicher und Prüfpunkte deaktiviert
GPU-Auslastung: Die Ziel-GPU darf nicht vom Host oder anderen virtuellen Maschinen verwendet werden
Firmware: UEFI mit aktivierter „Above 4G Decoding“-Funktion im BIOS
Optional: SR-IOV-Unterstützung (empfohlen für einige GPUs)
Für GPU-Partitionierung (GPU-P):
Betriebssystem: Windows 10/11 Pro oder Enterprise (Build 1903+)
GPU: Moderne GPUs mit Unterstützung für Partitionierungsfunktionen
VM-Typ: Nur Generation-2-VMs
PowerShell: Wird für die Treiberinjektion benötigt
Optional: Aktivieren Sie Resizable BAR im BIOS für eine bessere Leistung
Sicherheit: Deaktivieren Sie virtualisierungsbasierte Sicherheitsfunktionen (z. B. Core-Isolation), wenn Probleme auftreten
Hinweis: Die Verwendung von WSL2 zusammen mit Hyper-V und VMs mit aktivierter GPU-P kann zu Ressourcenkonflikten führen, da WSL2 exklusiven Zugriff auf bestimmte GPUs beansprucht.
Wie aktiviert man GPU-Passthrough mit DDA unter Windows Server?
Die diskrete Gerätezuweisung (DDA) ist ideal, wenn Sie eine ganze physische Grafikkarte einem einzigen virtuellen Gerät (VM) zuweisen möchten, um maximale Leistung zu erzielen – denken Sie an Deep-Learning-Server oder leistungsstarke Renderknoten.
Schrittweise Einrichtung:
Zuerst das Wichtigste: Schalten Sie Ihre Ziel-VM aus, bevor Sie Konfigurationsänderungen vornehmen, die die Hardwarezuweisung betreffen!
1. Automatische Prüfpunkte und dynamischen Speicher deaktivieren:
Diese müssen ausgeschaltet sein, damit nichts die direkte Gerätezuordnung stört.
Set-VM -Name <VMName> -AutomaticStopAction TurnOff
Set-VM -Name <VMName> -DynamicMemoryEnabled $false
2. Reservieren Sie den speicheradressierten E/A-Speicherbereich:
Sie müssen ausreichend Adressraum reserviert haben, damit das Gast-Betriebssystem alle vom Gerät bereitgestellten VRAM-/Firmware-Bereiche erkennt.
Set-VM -Name <VMName> -GuestControlledCacheTypes $true -LowMemoryMappedIoSpace 3072 -HighMemoryMappedIoSpace 33280
Die Werte sind in Megabyte angegeben: Hier reservieren wir etwa 3 GB niedrigen MMIO-Speicher sowie ungefähr 32 GB hohen MMIO-Speicher.
3. Suchen Sie den physischen Speicherpfad Ihrer GPU:
Öffnen Sie den Device Manager > erweitern Sie Display adapters, klicken Sie mit der rechten Maustaste auf Ihre Zielkarte > wählen Sie Properties > wechseln Sie zur Registerkarte Details, setzen Sie die Eigenschaften-Auswahlbox auf Location Paths, kopieren Sie anschließend den Wert, der mit PCIROOT... beginnt.
Alternativ über PowerShell:
Get-PnpDevice | Where {$_.Class -eq "Anzeige"} | Select Name,InstanceIdWenn unter „Anzeige“ nichts erscheint, versuchen Sie eine Suche nach dem Herstellernamen (Where {$_.FriendlyName -like 'NVIDIA'}).
4. Gerät vom Host trennen:
Verwenden Sie diesen Befehl—beachten Sie, dass die Verwendung von –force die sofortige Entfernung aus der Host-Kontrolle bewirkt! Wenn dies Ihr primärer Display-Adapter auf einem Desktop-System ist, anstatt auf einem headless Server mit integrierter Grafik für die Konsolenausgabe—können Sie die lokale Anzeige verlieren!
Dismount-VmHostAssignableDevice -LocationPath "<YourLocationPath>" -force
Wenn das Entfernen aufgrund aktiver Prozesse, die das Gerät sperren, fehlschlägt: Deaktivieren Sie das Gerät zunächst vorübergehend im Geräte-Manager, bevor Sie den obigen PowerShell-Befehl erneut ausführen.
5. Weisen Sie das Gerät direkt Ihrem Ziel-VM zu:
Add-VMAssignableDevice -VMName <VMName> -LocationPath "<YourLocationPath>"
6. Starten Sie Ihre VM und installieren Sie die Treiber:
Starten Sie Ihr Gast-Betriebssystem und öffnen Sie unter „Geräte-Manager“ den Bereich „Anzeigeadapter“. Dort sollten jetzt sowohl „Microsoft Hyper-V Video“ als auch Ihre tatsächliche dedizierte Grafikkarte angezeigt werden! Installieren Sie bei Bedarf die neuesten Treiber innerhalb des Gastsystems (z. B. von NVIDIA oder AMD), die zur Version des Gastsystems passen – nicht die Treiber des Host-Systems!
7. Karte später entfernen/wiederherstellen:
Um die Steuerung vom Gast wieder in den Host-Pool zurückzugeben:
Remove-VMAssignableDevice -VMName <VMName> -LocationPath "<YourLocationPath>"
Mount-VMHostAssignableDevice -LocationPath "<YourLocationPath>"
Erfolg überprüfen
Nachdem die Einrichtung abgeschlossen ist und die Treiber ohne Fehlericons im Geräte-Manager des Gasts geladen wurden – oder nachdem Sie eine kurze Benchmark-Anwendung ausgeführt haben – sind Sie bereit! Mit fast bare-metal-Geschwindigkeiten ist hier zu rechnen, da zwischen Anwendungscode und Hardware keine Virtualisierungslast entsteht.
Aktivierung des GPU-Passthrough mit GPU-P auf Windows 10/11-Systemen
Wenn Flexibilität wichtiger ist als maximale Geschwindigkeit – beispielsweise wenn mehrere Benutzer gleichzeitig eine moderate Beschleunigung benötigen – erwägen Sie die Aufteilung einer leistungsstarken Grafikkarte auf mehrere kleinere Aufgaben mithilfe partitionierter vGPUs nach dem neueren Modell von Microsoft, bekannt als GPU-Partitionierung (GPU-P).
Schrittweise Einrichtung
1. Prüfen Sie, ob Ihre Karte die Partitionierung unterstützt:
Auf neueren Versionen von Windows:
Get-VMPartitionableGpu # Unter Win10+
Get-VMHostPartitionableGpu # Unter Win11+
Wenn in den Ergebnissen kompatible Geräte aufgeführt werden, ist alles in Ordnung!
2. GpuPartition-Adapter zur Ziel-VM hinzufügen:
Stellen Sie sicher, dass die Ziel-VM vor dem Fortfahren ausgeschaltet ist!
Add‑VMGpuPartitionAdapter ‑VMName <VMName>
3. Kopieren Sie die Host-Treiber mithilfe eines Skripts in das Gastsystem:
Ein beliebtes Skript namens Easy-GPU-PV automatisiert die Treiberinjektion ([GitHub-Projektlink auf Anfrage verfügbar]). Laden Sie es herunter/entpacken Sie es auf dem Host-System und führen Sie dann Folgendes aus:
Set‑ExecutionPolicy ‑Scope Process ‑ExecutionPolicy Bypass –Force
.\Update‑VMGpuPartitionDriver.ps1 ‑VMName <VMName> ‑GPUName "AUTO"
Dadurch werden aktuelle funktionierende Treiber in das Gastsystem kopiert, sodass Anwendungen ihre zugewiesene vGPU-Partition nach dem Start korrekt erkennen—even wenn offizielle Installer die Installation innerhalb virtualisierter Umgebungen blockieren!
4. Reservieren Sie ausreichend MMIO-Speicherplatz für den Gastzugriff:
Wieder sind die Werte unten in Megabyte angegeben – nicht in GB!
Set-VM -VmName <Vmname> -GuestControlledCacheTypes $true -LowMemoryMappedIoSpace 1024 -HighMemoryMappedIoSpace 32768
Passen Sie den Wert an, wenn Sie Grafikkarten mit großem Speicher verwenden (>24 GB VRAM).
5. (Optional) Ressourcenzuweisung pro Partition optimieren (Nur Windows 11):
Sie können den minimalen/maximalen VRAM pro Adapterinstanz festlegen:
Set‑VMGpuPartitionAdapter –Vmname <Vmname> –MinPartitionVRAMBytes <min_bytes> –MaxPartitionVRAMBytes <max_bytes>
Beispiel: je nach Anforderungen der Workloads zwischen ca. 800 MB und 1 GB pro Partition zuweisen.
6. (Wichtig) Konflikte mit WSL oder anderen Diensten vermeiden:
Falls WSL2 gleichzeitig installiert/ausgeführt wird, kann es sein, dass exklusiver Zugriff auf dieselbe Hardware besteht, was zu Fehlern bei Start- bzw. Zuweisungsversuchen innerhalb von Gastsystemen führt! Deaktivieren Sie WSL vorübergehend, falls Probleme bestehen (siehe Microsoft-Empfehlungen).
Erfolg überprüfen
Ziel-Gastbetriebssystem starten; im Geräte-Manager unter „Anzeigeadapter“ sollte ein neuer Eintrag mit einer Bezeichnung wie „Virtuelles Rendergerät“ neben den Standard-Videoausgängen erscheinen. Testanwendungen wie den Blender Cycles Renderer oder TensorFlow-Trainingsauftrag ausführen – diese melden dann die über ihre jeweiligen APIs bereitgestellten verfügbaren CUDA-/OpenCL-Ressourcen.
Bewährte Methoden für zuverlässige Hyper-V GPU-Passthrough-Implementierungen
Für eine reibungslose Implementierung von Hyper-V GPU-Passthrough sollten folgende bewährte Methoden angewandt werden:
Die Treiber von HOST und GUEST sollten nach Möglichkeit immer gemeinsam aktualisiert werden.
Temperatur und Lüftergeschwindigkeit überwachen, besonders in dicht bestückten Rackmount-Gehäusen.
Weisen Sie für Produktionsserver mindestens einen nicht durchgeschleiften Onboard-/integrierten Adapter ausschließlich für Console-/KMS-Aufgaben zu.
Vermeiden Sie das Mischen von Consumer-Gaming-Karten mit Datacenter-Workloads, es sei denn, der Hersteller unterstützt ausdrücklich Virtualisierungsfunktionen.
Verwenden Sie ausschließlich Generation Two VMs, um eine bessere UEFI-Unterstützung sowie verbesserte Isolations- und Sicherheitsgrenzen zu erhalten.
Aktivieren Sie die Optionen SR-IOV und Above4GDecoding in den BIOS-/Firmware-Menüs, bevor Sie die Bereitstellung vornehmen.
Problembehandlung bei häufigen Problemen mit Hyper-V GPU-Passthrough
Selbst erfahrene Administratoren stoßen auf Probleme! Hier sind einige häufige Probleme und Lösungen:
Fehler 43 im Gast-Betriebssystem nach Treiberinstallation: Dies bedeutet in der Regel, dass die falsche Treiberversion verwendet wird oder verbleibende Sperren von anderen Prozessen vorliegen. Deinstallieren/installieren Sie das korrekte Treiberpaket innerhalb des Gasts neu, nicht über das Standard-Installationsprogramm.
"Startvorgang fehlgeschlagen" oder schwarzer Bildschirm beim Start: Stellen Sie sicher, dass dynamischer Arbeitsspeicher/Checkpoints während des gesamten Lebenszyklus deaktiviert sind, und vergewissern Sie sich, dass kein anderer Prozess auf demselben PCIe-Geräte-ID im Cluster gesperrt ist.
Schwache Leistung trotz erfolgreicher Zuweisung: Prüfen Sie auf CPU-/RAM-Engpässe und stellen Sie eine ausreichende Bandbreite zwischen Speicher- und Netzwerk-Subsystemen sicher.
WSL/GPU-Ressourcenkonkurrenz: Falls WSL2 verwendet wird, dieses vorübergehend deaktivieren, während GPU-intensive Aufgaben in virtuellen Maschinen oder Containern ausgeführt werden.
Schützen Sie Ihre Hyper-V-VMs mit Vinchin Backup & Recovery
Wenn Sie den Hyper-V-GPU-Passthrough konfiguriert und wichtige Arbeitslasten in Ihrer Hyper-V-Umgebung betreiben, ist es entscheidend, diese Investitionen vor Datenverlust oder Ausfallzeiten zu schützen – genau hier setzt Vinchin Backup & Recovery als Lösung auf Unternehmensebene für Backup-Anforderungen an, die speziell auf virtuelle Infrastrukturen wie Ihre zugeschnitten ist.
Vinchin spezialisiert sich auf professionelle Backup- und Notfallwiederherstellungslösungen, die speziell für virtuelle Maschinen auf über fünfzehn gängigen Plattformen entwickelt wurden – darunter VMware, Proxmox VE, oVirt, OLVM, RHV, XCP-ng, XenServer, OpenStack, ZStack – und bietet insbesondere eine leistungsstarke Unterstützung für Microsoft Hyper-V-Umgebungen, wie sie hier heute gezeigt wird.
Mit Vinchin werden Ihre virtuellen Maschinen – egal ob mit Standard- oder erweiterten Konfigurationen wie Pass-Through – durch effiziente Backup-Strategien, V2V-Migration und flexible Wiederherstellungsoptionen geschützt. Die Lösung bietet automatische Terminplanung, Aufbewahrungsrichtlinien und eine benutzerfreundliche Webkonsole.
Der Betrieb von Vinchin Backup & Recovery ist sehr einfach, nur wenige einfache Schritte sind erforderlich.
1.Wählen Sie einfach Hyper-V-VMs auf dem Host aus
2. Wählen Sie anschließend das Sicherungsziel aus
3. Strategien auswählen
4.Abschließend den Auftrag senden
Vinchin stellt einen umfassenden Schutz für Ihre virtuellen Maschinen sicher, einschließlich fortschrittlicher Passthrough-Konfigurationen. Von Tausenden von Organisationen weltweit vertraut, bietet Vinchin eine voll funktionsfähige 60-tägige kostenlose Testversion, die es Ihnen ermöglicht, alle Funktionen risikofrei zu testen, bevor Sie eine Investition tätigen.
Hyper-V-GPU-Passthrough-FAQs
F1: Kann ich Hyper-V-GPU-Passthrough auf meiner Home-Edition von Windows verwenden?
A1: Nein – Sie benötigen die Pro-, Enterprise- oder Education-Edition; Home unterstützt nicht die erforderlichen Virtualisierungsfunktionen.
Q2: Wie aktualisiere ich den durchgeschleusten Treiber nach dem Upgrade meines Hosts?
A2: Easy-GPU-PV-Skript erneut ausführen, Ziel ist der aktualisierte Treiberstack; anschließend betroffene Gastsysteme neu starten.
Fazit
Hyper-V-Passthrough eröffnet Möglichkeiten für anspruchsvolle Workloads, erfordert jedoch sorgfältige Planung hinsichtlich der Hardwarekompatibilität, Treuerverwaltung und kontinuierlichen Überwachung. Mit Vinchin können Sie beruhigt sein, denn alle kritischen Workloads sind unabhängig von ihrer Komplexität geschützt. Testen Sie noch heute unsere kostenlose Testversion!
