L'image de la machine virtuelle est rendue par le processeur. Cependant, il est bien connu que les graphismes générés par le processeur ne sont pas seulement peu attrayants – ils sont pratiquement injouables. Même avec des sessions améliorées basées sur RDP, l'amélioration se limite à une légère augmentation de la netteté. À l'origine, DirectX était désactivé, et après l'activation des sessions améliorées, la désactivation supplémentaire de DirectDraw et d'AGP a encore aggravé la situation. Par conséquent, il faut trouver un moyen permettant à la machine virtuelle d'utiliser un GPU.
Qu'est-ce que le passage direct de GPU ?
Le passage direct de GPU consiste à contourner la couche du système d'exploitation et à affecter directement l'appareil physique (dans ce cas, le GPU) depuis l'emplacement PCI à la machine virtuelle. Normalement, les appareils PCI sont fournis aux machines virtuelles via le système d'exploitation hôte, qui identifie l'appareil PCI puis l'émule pour la machine virtuelle. Le passage direct, en revanche, affecte l'appareil physique directement à la machine virtuelle, de sorte que celle-ci le perçoit comme une carte physique. L'émulation régulière d'un appareil implique le pilote du système d'exploitation hôte, le pilote virtuel de Qemu, puis la transmission au pilote du système d'exploitation invité. Dans ce cas, la machine virtuelle ne voit qu'un appareil émulé.
Avantages du passage direct de GPU
1. Perte de performance minimale : Que ce soit pour des applications d'IA, l'apprentissage profond ou le calcul scientifique, le passage direct de GPU permet une utilisation maximale du GPU. Comme il n'y a aucun processus d'émulation ou de conversion, la perte de performance est négligeable. Les performances du GPU dans une machine virtuelle avec passage direct sont à moins de 5 % des performances sur matériel nu. Avec des milliers d'unités de calcul, les GPU excellent dans le calcul parallèle.
2. Grande compatibilité des fonctionnalités : Contrairement aux GPU émulés ou virtualisés, le passage direct permet l'installation directe des pilotes du fabricant au sein de la machine virtuelle. Cela permet d'utiliser pleinement les fonctionnalités du GPU telles que le rendu graphique 3D, le codage/décodage matériel vidéo, l'intelligence artificielle, l'apprentissage automatique, et même les dernières interconnexions multi-GPU.
3. Pas de verrouillage fournisseur : Le transfert des serveurs GPU vers le cloud est simple. Grâce au passage direct GPU, le processus peut être achevé en quelques jours.
Comment connecter une GPU Ã une machine virtuelle Hyper-V ?
1. Récupérer les informations du GPU
Exécutez la commande PowerShell suivante (PowerShell 2.0 et PowerShell ISE sont tous deux acceptables, mais doivent être exécutés en tant qu'administrateur) :
Get-VMHostPartitionableGpu
Notez le nom du GPU auquel vous souhaitez vous connecter. Le code AMD doit ressembler à VEN\_1002.
2. Supprimez l'adaptateur de partition GPU d'origine de la machine virtuelle (une erreur peut survenir, mais elle peut être ignorée) :
$vm = "001"
Remove-VMGpuPartitionAdapter -VMName $vm
Ici, la machine virtuelle est nommée « 001 ». Remplacez « 001 » par le nom réel de votre machine virtuelle.
3. Ajouter un adaptateur de partition GPU Ã la machine virtuelle (exemple avec RTX 4060) et le configurer.
$vm = "Enter your VM name here"
$gpu_path = "Enter the Name you just obtained"
Add-VMGpuPartitionAdapter -VMName $vm -InstancePath $gpu_path
Set-VMGpuPartitionAdapter -VMName $vm
-MinPartitionVRAM 80000000 -MaxPartitionVRAM 100000000 -OptimalPartitionVRAM 100000000
-MinPartitionEncode 80000000 -MaxPartitionEncode 100000000 -OptimalPartitionEncode 100000000
-MinPartitionDecode 80000000 -MaxPartitionDecode 100000000 -OptimalPartitionDecode 100000000
-MinPartitionCompute 80000000 -MaxPartitionCompute 100000000 -OptimalPartitionCompute 100000000
Set-VM -GuestControlledCacheTypes $true -VMName $vm
Set-VM -LowMemoryMappedIoSpace 1Gb -VMName $vm
Set-VM -HighMemoryMappedIoSpace [Enter the amount of memory you allocated to the VM in GB]GB -VMName $vm
Explication :
-MinPartitionVRAM, -MaxPartitionVRAM, -OptimalPartitionVRAM : Définir l'allocation minimale, maximale et optimale de la mémoire vidéo pour la partition GPU.
-MinPartitionEncode, -MaxPartitionEncode, -OptimalPartitionEncode : Définir l'allocation des ressources de codage.
-MinPartitionDecode, -MaxPartitionDecode, -OptimalPartitionDecode : Définir l'allocation des ressources de décodage.
-MinPartitionCompute, -MaxPartitionCompute, -OptimalPartitionCompute : Définir l'allocation des ressources informatiques, en octets.
Remarque : Les valeurs ne doivent pas dépasser celles fournies par le GPU. Par souci de simplicité, vous pouvez définir toutes les valeurs égales.
Set-VM -GuestControlledCacheTypes $true : Permet au système d'exploitation invité de contrôler les types de cache.
Set-VM -LowMemoryMappedIoSpace 1Gb : Définit l'espace d'E/S mappé en mémoire basse à 1 Go.
Set-VM -HighMemoryMappedIoSpace ... : Définit l'espace d'E/S mémoire élevé pour qu'il corresponde à la mémoire allouée à la machine virtuelle.
4. Après avoir terminé les étapes ci-dessus, démarrez la machine virtuelle et celle-ci devrait détecter le GPU. Toutefois, les pilotes nécessaires font toujours défaut.
Fondamentalement, le GPU fonctionne sur l'hôte, et la machine virtuelle reçoit un signal de passage à travers. Par conséquent, la machine virtuelle doit utiliser les mêmes pilotes que l'hôte, et les fichiers de pilote doivent être placés dans un dossier de type portail.
5. Localisez le dossier du pilote
Appuyez sur Win + R, saisissez dxdiag, puis générez un rapport.
6. Dans le rapport, appuyez sur Ctrl + F, recherchez « Card name » et localisez votre GPU cible.
7. Copiez le dossier du pilote NVIDIA dans le répertoire de la machine virtuelle :
C:\WINDOWS\System32\HostDriverStore\FileRepository
(Créez le dossier s'il n'existe pas. La machine virtuelle doit être en mode session améliorée).
Cependant, en pratique, le dossier ne peut pas être copié directement, probablement en raison de problèmes de permissions. Les dossiers système de l'hôte sont masqués pour la machine virtuelle. La solution consiste à :
Copiez le dossier sur le bureau de l'hôte → puis sur le bureau de la machine virtuelle → enfin, déplacez-le vers le répertoire cible.
La session améliorée est une technologie d'interaction basée sur RDP, similaire au streaming, qui relie les parties fiables entre l'hôte et la machine virtuelle. Dans ce mode, des fichiers peuvent être copiés entre l'hôte et la machine virtuelle.
8. Redémarrez la machine virtuelle. Le GPU devrait maintenant être correctement connecté.
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Cependant, bien que le passage direct de GPU améliore considérablement les performances graphiques et les capacités de calcul des machines virtuelles, il introduit également une complexité technique. Cela nécessite un support matériel (comme VT-d/IOMMU), une compatibilité des pilotes, des configurations système complexes, et peut limiter la portabilité entre hôtes. Pour les organisations gérant des environnements de virtualisation à grande échelle ou des déploiements hybrides, la flexibilité et une protection solide des données deviennent tout aussi importantes que les performances.
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Ajouter une GPU Ã Hyper-V FAQ
1. Qu'est-ce que l'assignation de périphérique discrète (DDA) ?
DDA est une fonctionnalité de Hyper-V qui permet de transférer directement des périphériques PCIe (comme les GPU) aux machines virtuelles. Elle offre des performances proches du natif et convient idéalement aux charges de travail nécessitant une accélération GPU, comme l'intelligence artificielle, la CAO ou le traitement vidéo.
2. La transmission directe du GPU affecte-t-elle les performances de l'hôte ?
Oui. Une fois attribué via DDA, l'hôte perd l'accès à ce GPU et celui-ci ne peut pas être utilisé pour l'affichage local ou les tâches de calcul. Le GPU est entièrement contrôlé par la machine virtuelle.
Conclusion
Bien que le rendu basé sur le processeur soit insuffisant pour offrir des performances graphiques utilisables dans les machines virtuelles, le passage direct du GPU constitue une solution transformatrice. En attribuant directement les ressources physiques du GPU à la machine virtuelle, le passage direct élimine les goulots d'étranglement liés à l'émulation et débloque des performances quasi natives, une compatibilité complète des fonctionnalités et une flexibilité en matière de fournisseur. Pour les environnements Hyper-V, la configuration du passage direct du GPU peut nécessiter plusieurs étapes précises, mais les avantages sont considérables : une utilisation fluide du GPU, une amélioration de la qualité visuelle et la prise en charge d'applications exigeantes telles que le rendu 3D et les charges de travail d'intelligence artificielle. Avec la bonne configuration, les machines virtuelles peuvent enfin exploiter toute la puissance des GPU modernes, redonnant ainsi performance, clarté et capacités aux environnements virtualisés.
