A imagem da máquina virtual é processada pela CPU. No entanto, sabe-se bem que os gráficos processados pela CPU não são apenas pouco atraentes — são praticamente impossíveis de visualizar. Mesmo com sessões aprimoradas baseadas no RDP, a melhoria se limita a um ligeiro aumento na clareza. Originalmente, o DirectX era desativado e, após habilitar as sessões aprimoradas, a desativação adicional do DirectDraw e da AGP tornou as coisas ainda piores. Portanto, é necessário encontrar um método para permitir que a máquina virtual utilize uma GPU.
O que é a passagem direta da GPU?
A passagem direta da GPU refere-se ao contorno da camada do sistema operacional e à atribuição do dispositivo físico (neste caso, a GPU) diretamente do slot PCI para a VM. Normalmente, dispositivos PCI são fornecidos às VMs por meio do sistema operacional do host, onde o SO identifica o dispositivo PCI e depois o emula para a VM. A passagem direta, no entanto, atribui o dispositivo físico diretamente à VM, de modo que a VM o percebe como uma placa física. A emulação regular de dispositivos envolve o driver do sistema operacional do host, o driver virtual do Qemu e depois o encaminhamento para o driver do sistema operacional convidado. Nesse caso, a VM vê apenas um dispositivo emulado.
Vantagens do GPU Passthrough
1. Perda Mínima de Desempenho: Seja para aplicações de IA, aprendizado profundo ou computação científica, o GPU passthrough permite a utilização máxima da GPU. Como não há processo de emulação ou conversão, a perda de desempenho é desprezível. O desempenho da GPU em uma máquina virtual com passthrough está dentro de 5% do desempenho nativo. Com milhares de unidades de processamento, as GPUs se destacam na computação paralela.
2. Grande compatibilidade de recursos: Diferentemente das GPUs emuladas ou virtualizadas, a passagem direta permite a instalação direta dos drivers do fabricante dentro da VM. Isso possibilita o uso completo dos recursos da GPU, como renderização de gráficos 3D, codificação/decodificação de vídeo por hardware, inteligência artificial, aprendizado de máquina e até mesmo os mais recentes interconectores para múltiplas GPUs.
3. Sem bloqueio de fornecedor: Migrar servidores GPU para a nuvem é simples. Graças à passagem direta da GPU, o processo pode ser concluído em poucos dias.
Como conectar uma GPU a uma máquina virtual Hyper-V?
1. Recuperar informações da GPU
Execute o seguinte comando do PowerShell (PowerShell 2.0 e PowerShell ISE são ambos aceitáveis, mas devem ser executados como Administrador):
Get-VMHostPartitionableGpu
Observe o nome da GPU à qual deseja se conectar. O código da AMD deve ser algo como VEN\_1002.
2. Remova o adaptador de partição da GPU original da VM (pode ocorrer um erro, mas pode ser ignorado):
$vm = "001"
Remove-VMGpuPartitionAdapter -VMName $vm
Aqui, a VM é nomeada "001". Substitua "001" pelo nome real da sua VM.
3. Adicione um adaptador de partição GPU à VM (exemplo com RTX 4060) e configure-o.
$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
Explicação:
-MinPartitionVRAM, -MaxPartitionVRAM, -OptimalPartitionVRAM: Define a alocação mínima, máxima e ótima de VRAM para a partição da GPU.
-MinPartitionEncode, -MaxPartitionEncode, -OptimalPartitionEncode: Define a alocação de recursos de codificação.
-MinPartitionDecode, -MaxPartitionDecode, -OptimalPartitionDecode: Define a alocação de recursos para decodificação.
-MinPartitionCompute, -MaxPartitionCompute, -OptimalPartitionCompute: Define a alocação de recursos computacionais, em bytes.
Nota: Os valores não devem exceder os fornecidos pela GPU. Para simplificar, você pode definir todos os valores iguais.
Set-VM -GuestControlledCacheTypes $true: Permite que o sistema operacional convidado controle os tipos de cache.
Set-VM -LowMemoryMappedIoSpace 1Gb: Define o espaço de E/S com mapeamento de memória baixa como 1 GB.
Set-VM -HighMemoryMappedIoSpace ...: Definir o espaço de E/S de memória alta mapeada para corresponder à memória alocada da VM.
4. Após concluir as etapas acima, inicie a VM e ela deverá detectar a GPU. No entanto, ainda faltam os drivers necessários.
Essencialmente, a GPU está funcionando no host, e a máquina virtual recebe um sinal de passagem direta. Portanto, a VM deve usar os mesmos drivers do host, e os arquivos de driver devem ser colocados em uma pasta semelhante a um portal.
5. Localize a Pasta do Driver
Pressione Win + R, insira dxdiag e gere um relatório.
6. No relatório, pressione Ctrl + F, procure por "Card name" e localize sua GPU desejada.
7. Copie a pasta do driver da NVIDIA para o diretório da máquina virtual:
C:\WINDOWS\System32\HostDriverStore\FileRepository
(Crie a pasta se ela não existir. A VM deve estar no modo Sessão Aprimorada).
No entanto, na prática, a pasta não pode ser copiada diretamente—provavelmente devido a problemas de permissão. As pastas do sistema do host são ocultadas da VM. A solução é:
Copie a pasta para a área de trabalho do host → depois para a área de trabalho da VM → finalmente, mova-a para o diretório de destino.
A Sessão Aprimorada é uma tecnologia de interação baseada em RDP, semelhante ao streaming, que conecta as partes confiáveis entre o host e a VM. Nesse modo, arquivos podem ser copiados entre o host e a VM.
8. Reinicie a VM. A GPU deve agora estar conectada com sucesso.
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No entanto, embora a passagem direta da GPU melhore significativamente o desempenho gráfico e as capacidades computacionais das máquinas virtuais, também introduz complexidade técnica. Requer suporte de hardware (como VT-d/IOMMU), compatibilidade de drivers, configurações intricadas do sistema e pode limitar a portabilidade entre hosts. Para organizações que gerenciam ambientes de virtualização em larga escala ou implantações híbridas, flexibilidade e proteção robusta de dados tornam-se igualmente importantes ao lado do desempenho.
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Adicionar GPU ao Hyper-V FAQs
1. O que é a Atribuição de Dispositivo Dedicado (DDA)?
DDA é um recurso no Hyper-V que permite a passagem direta de dispositivos PCIe (como GPUs) diretamente para máquinas virtuais. Ele oferece desempenho próximo ao nativo e é ideal para cargas de trabalho que exigem aceleração da GPU, como IA, CAD ou processamento de vídeo.
2. A passagem direta da GPU afeta o desempenho do host?
Sim. Uma vez atribuída via DDA, a máquina hospedeira perde o acesso a essa GPU, e ela não pode ser usada para tarefas locais de exibição ou computação. A GPU é controlada exclusivamente pela máquina virtual.
Conclusão
Embora a renderização baseada em CPU seja insuficiente para oferecer um desempenho gráfico utilizável para máquinas virtuais, a passagem direta da GPU (GPU passthrough) fornece uma solução transformadora. Ao atribuir diretamente os recursos físicos da GPU à máquina virtual, a passagem elimina os gargalos da emulação e libera um desempenho próximo ao nativo, compatibilidade total de recursos e flexibilidade de fornecedor. Para ambientes Hyper-V, configurar a passagem da GPU pode exigir várias etapas precisas, mas o retorno é substancial: utilização contínua da GPU, saída visual aprimorada e suporte para aplicações exigentes, como renderização 3D e cargas de trabalho de IA. Com a configuração correta, as máquinas virtuais podem finalmente acessar todo o poder das GPUs modernas — trazendo desempenho, clareza e capacidade de volta aos ambientes virtualizados.
