L'immagine della macchina virtuale viene elaborata dalla CPU. Tuttavia, è noto che i grafici generati dalla CPU non sono solo poco attraenti, ma praticamente irguardabili. Anche con sessioni migliorate basate su RDP, il miglioramento si limita a un lieve aumento della chiarezza. Inizialmente DirectX era disabilitato e, dopo aver abilitato le sessioni migliorate, l'ulteriore disabilitazione di DirectDraw e AGP ha reso le cose ancora peggiori. Pertanto, deve essere trovato un metodo per consentire alla macchina virtuale di utilizzare una GPU.
Cos'è il pass-through della GPU?
Il pass-through della GPU consiste nell'eludere il livello del sistema operativo e assegnare direttamente il dispositivo fisico (in questo caso, la GPU) dallo slot PCI alla macchina virtuale (VM). Normalmente, i dispositivi PCI vengono forniti alle VM tramite il sistema operativo host, dove il sistema operativo identifica il dispositivo PCI e quindi lo emula per la VM. Il pass-through, invece, assegna direttamente il dispositivo fisico alla VM, in modo che quest'ultima lo percepisca come una scheda fisica. L'emulazione regolare del dispositivo coinvolge il driver del sistema operativo host, il driver virtuale di Qemu e quindi l'inoltro al driver del sistema operativo guest. In questo caso, la VM vede solo un dispositivo emulato.
Vantaggi del pass-through GPU
1. Perdita minima di prestazioni: Che si tratti di applicazioni per intelligenza artificiale, apprendimento profondo o calcolo scientifico, il pass-through GPU consente un'utilizzazione massima della GPU. Poiché non vi è alcun processo di emulazione o conversione, la perdita di prestazioni è trascurabile. Le prestazioni della GPU in una macchina virtuale con pass-through sono entro il 5% delle prestazioni su hardware dedicato. Grazie alle migliaia di unità di calcolo, le GPU eccellono nel calcolo parallelo.
2. Eccellente compatibilità delle funzionalità: a differenza delle GPU emulate o virtualizzate, il pass-through consente l'installazione diretta dei driver del produttore all'interno della macchina virtuale. Ciò permette di utilizzare appieno le funzionalità della GPU come il rendering grafico 3D, la codifica/decodifica hardware dei video, l'intelligenza artificiale, il machine learning e persino gli ultimi collegamenti tra più GPU.
3. Nessun blocco del fornitore: La migrazione dei server GPU al cloud è semplice. Grazie al passaggio diretto della GPU, il processo può essere completato in pochi giorni.
Come connettere una GPU a una macchina virtuale Hyper-V?
1. Recuperare le informazioni sulla GPU
Eseguire il seguente comando PowerShell (sono accettabili sia PowerShell 2.0 che PowerShell ISE, ma devono essere eseguiti come Amministratore):
Get-VMHostPartitionableGpu
Prendi nota del nome della GPU a cui vuoi connetterti. Il codice AMD dovrebbe essere qualcosa come VEN\_1002.
2. Rimuovere l'adattatore della partizione GPU originale dalla macchina virtuale (potrebbe verificarsi un errore, ma può essere ignorato):
$vm = "001"
Remove-VMGpuPartitionAdapter -VMName $vm
Qui la macchina virtuale è denominata "001". Sostituisci "001" con il nome effettivo della tua macchina virtuale.
3. Aggiungere un adattatore di partizione GPU alla macchina virtuale (esempio con RTX 4060) e configurarlo.
$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
Spiegazione:
-MinPartitionVRAM, -MaxPartitionVRAM, -OptimalPartitionVRAM: Imposta l'allocazione minima, massima e ottimale della VRAM per la partizione della GPU.
-MinPartitionEncode, -MaxPartitionEncode, -OptimalPartitionEncode: Imposta l'allocazione delle risorse per la codifica.
-MinPartitionDecode, -MaxPartitionDecode, -OptimalPartitionDecode: Imposta l'allocazione delle risorse per la decodifica.
-MinPartitionCompute, -MaxPartitionCompute, -OptimalPartitionCompute: Imposta l'allocazione delle risorse di calcolo, in byte.
Nota: I valori non devono superare quelli forniti dalla GPU. Per semplicità, puoi impostare tutti i valori uguali.
Set-VM -GuestControlledCacheTypes $true: Consente al sistema operativo guest di controllare i tipi di cache.
Set-VM -LowMemoryMappedIoSpace 1Gb: Imposta lo spazio di I/O con memoria mappata bassa a 1 GB.
Set-VM -HighMemoryMappedIoSpace ...: Imposta lo spazio di I/O con memoria mappata elevato in modo che corrisponda alla memoria allocata alla macchina virtuale.
4. Dopo aver completato i passaggi sopra indicati, avvia la macchina virtuale e dovrebbe rilevare la GPU. Tuttavia, mancano ancora i driver necessari.
Fondamentalmente, la GPU funziona sull'host e la macchina virtuale riceve un segnale di pass-through. Pertanto, la VM deve utilizzare gli stessi driver dell'host e i file del driver dovrebbero essere posizionati in una cartella simile a un portale.
5. Individuare la cartella del driver
Premere Win + R, inserire dxdiag e generare un rapporto.
6. Nel rapporto, premere Ctrl + F, cercare "Card name" e individuare la GPU desiderata.
7. Copia la cartella del driver NVIDIA nella directory della macchina virtuale:
C:\WINDOWS\System32\HostDriverStore\FileRepository
(Crea la cartella se non esiste. La macchina virtuale deve essere in modalità sessione avanzata).
Tuttavia, in pratica, la cartella non può essere copiata direttamente, probabilmente a causa di problemi di autorizzazione. Le cartelle di sistema dell'host sono nascoste alla macchina virtuale. La soluzione alternativa è:
Copia la cartella sul desktop dell'host → quindi sul desktop della macchina virtuale → infine spostala nella directory di destinazione.
La sessione avanzata è una tecnologia di interazione basata su RDP, simile allo streaming, che collega le parti attendibili tra l'host e la macchina virtuale. In questa modalità, i file possono essere copiati tra l'host e la macchina virtuale.
8. Riavviare la macchina virtuale. La GPU dovrebbe ora essere collegata correttamente.
Soluzione professionale per la protezione di Hyper-V
Tuttavia, sebbene il pass-through della GPU migliori significativamente le prestazioni grafiche e le capacità computazionali delle macchine virtuali, introduce anche una complessità tecnica. Richiede supporto hardware (come VT-d/IOMMU), compatibilità dei driver, configurazioni di sistema complesse e può limitare la portabilità tra host. Per le organizzazioni che gestiscono ambienti di virtualizzazione su larga scala o distribuzioni ibride, flessibilità e protezione solida dei dati diventano importanti quanto le prestazioni.
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Aggiungi GPU alle domande frequenti su Hyper-V
1. Cos'è l'assegnazione di dispositivi discreti (DDA)?
DDA è una funzionalità di Hyper-V che consente il pass-through diretto di dispositivi PCIe (ad esempio GPU) alle macchine virtuali. Offre prestazioni quasi native ed è ideale per carichi di lavoro che richiedono accelerazione GPU, come intelligenza artificiale, CAD o elaborazione video.
2. Il pass-through della GPU influisce sulle prestazioni dell'host?
Sì. Una volta assegnata tramite DDA, l'host perde l'accesso a quella GPU, che non può più essere utilizzata per attività di visualizzazione locale o di calcolo. La GPU è controllata esclusivamente dalla macchina virtuale.
Conclusione
Sebbene il rendering basato sulla CPU non sia in grado di fornire prestazioni grafiche utilizzabili per le macchine virtuali, il pass-through della GPU offre una soluzione trasformativa. Assegnando direttamente alla macchina virtuale risorse fisiche della GPU, il pass-through elimina i colli di bottiglia dell'emulazione e sblocca prestazioni quasi native, compatibilità completa delle funzionalità e flessibilità del fornitore. Per gli ambienti Hyper-V, la configurazione del pass-through della GPU potrebbe richiedere diversi passaggi precisi, ma il risultato è notevole: un utilizzo senza interruzioni della GPU, un miglioramento dell'output visivo e il supporto per applicazioni impegnative come il rendering 3D e i carichi di lavoro di intelligenza artificiale. Con la configurazione giusta, le macchine virtuali possono finalmente sfruttare appieno la potenza delle moderne GPU, riportando prestazioni, chiarezza e capacità negli ambienti virtualizzati.
