centos虚拟机GPU支持

CentOS虚拟机GPU支持指南
在CentOS虚拟机中使用GPU主要分为两种场景：虚拟显卡（软件加速）和GPU直通（硬件加速）。前者适用于普通图形需求（如桌面环境），后者适用于高性能计算（如深度学习、图形渲染），需根据需求选择合适方案。

一、虚拟显卡（软件加速）：适用于普通图形任务

虚拟显卡是虚拟化平台提供的模拟显卡（如KVM的virtio-gpu、VMware的SVGA），通过软件模拟实现图形输出，无需物理GPU支持，适合日常办公、网页浏览等轻量级任务。

1. 配置步骤

• 安装虚拟化增强工具：
  • KVM虚拟机：安装qemu-guest-agent和spice-vdagent，提升图形性能和交互体验；

    sudo yum install -y qemu-guest-agent spice-vdagent
    

  • VMware虚拟机：安装open-vm-tools，支持自动调整分辨率、剪贴板共享等功能；

    sudo yum install -y open-vm-tools
    

• 验证虚拟显卡：
  安装完成后，重启虚拟机，通过lspci | grep -i virtio（KVM）或lspci | grep -i vmware（VMware）命令，确认虚拟显卡已被识别。

2. 注意事项

• 虚拟显卡无硬件加速，图形性能有限，不适合3D渲染、视频编码等重度任务；
• 无需安装物理GPU驱动，避免驱动冲突。

二、GPU直通（硬件加速）：适用于高性能计算

GPU直通通过虚拟化技术（如KVM的PCI Passthrough）将宿主机的物理GPU直接分配给虚拟机，虚拟机可直接调用GPU硬件资源，实现接近物理机的性能，适合深度学习、科学计算等场景。

1. 前提条件

• 硬件要求：
  • 宿主机CPU支持虚拟化（Intel VT-x/AMD-V）和IOMMU（Intel VT-d/AMD-Vi）；
  • 主板BIOS中开启VT-d（Intel）或IOMMU（AMD）；
  • GPU支持PCI Passthrough（2012年后发布的NVIDIA/AMD显卡大多支持，需确认型号）。
• 软件要求：
  • 宿主机操作系统：CentOS 7/8（内核版本≥4.15）；
  • 虚拟化平台：KVM/QEMU（推荐使用virt-manager图形工具配置）。

2. 配置步骤

（1）宿主机准备

• 启用IOMMU：
  编辑/etc/default/grub文件，在GRUB_CMDLINE_LINUX行添加：
  • Intel CPU：intel_iommu=on iommu=pt；
  • AMD CPU：amd_iommu=on iommu=pt。
    保存后更新GRUB并重启：

  sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg  # CentOS 7
  sudo grub2-mkconfig -o /boot/efi/EFI/centos/grub.cfg  # CentOS 8/Stream
  sudo reboot
  

• 验证IOMMU启用：
  重启后运行dmesg | grep -i iommu，若输出包含“IOMMU enabled”则表示成功。
• 禁用Nouveau驱动：
  Nouveau是开源NVIDIA驱动，会与官方驱动冲突，需将其加入黑名单：

  echo "blacklist nouveau" | sudo tee /etc/modprobe.d/blacklist-nouveau.conf
  echo "options nouveau modeset=0" | sudo tee -a /etc/modprobe.d/blacklist-nouveau.conf
  sudo dracut -f  # 重建initramfs
  sudo reboot
  

• 加载VFIO驱动：
  VFIO是PCI Passthrough的核心驱动，编辑/etc/modules-load.d/vfio-pci.conf文件，添加：

  vfio
  vfio_iommu_type1
  vfio_pci
  

  保存后重启，运行lsmod | grep vfio确认驱动加载。
• 绑定GPU到VFIO驱动：
  运行lspci -nnk | grep -i nvidia获取GPU的PCI地址（如0000:01:00.0）和设备ID（如10de:1eb8），编辑/etc/modprobe.d/vfio.conf文件，添加：

  options vfio-pci ids=10de:1eb8
  

  重启后，将GPU从宿主机解绑并绑定到VFIO驱动：

  echo "0000:01:00.0" | sudo tee /sys/bus/pci/drivers/vfio-pci/bind
  

（2）虚拟机配置（以KVM为例）

• 创建虚拟机时添加GPU设备：
  使用virt-manager图形工具，选择“添加硬件”→“PCI主机设备”，勾选宿主机的GPU设备（如0000:01:00.0），点击“完成”。
• 或修改现有虚拟机XML配置：
  运行virsh edit < 虚拟机名称> ，在< devices> 标签内添加：

  <
      hostdev mode="subsystem" type="pci" managed="yes">
      
    <
      driver name="vfio"/>
      
    <
      source>
      
      <
      address domain="0x0000" bus="0x01" slot="0x00" function="0x0"/>
      
    <
      /source>
      
  <
      /hostdev>
      
  

  保存后重启虚拟机。

（3）虚拟机内安装GPU驱动

• 启动虚拟机，登录后下载并安装对应GPU型号的NVIDIA官方驱动（推荐使用.run文件或ELRepo仓库）：

  # 添加ELRepo仓库
  sudo rpm --import https://www.elrepo.org/RPM-GPG-KEY-elrepo.org
  sudo yum install -y https://www.elrepo.org/elrepo-release-7.el7.elrepo.noarch.rpm
  # 安装NVIDIA驱动
  sudo yum install -y nvidia-driver-latest-dkms
  

• 验证驱动安装：
  运行nvidia-smi，若输出显示GPU型号、驱动版本及显存信息，则表示驱动安装成功。

三、常见问题排查

• 虚拟机无法启动：检查BIOS中VT-d/IOMMU是否开启，宿主机IOMMU配置是否正确；
• 驱动无法加载：确认Nouveau驱动已禁用，VFIO驱动已绑定GPU；
• 性能低下：确保GPU直通配置正确，虚拟机内关闭不必要的图形特效（如Windows的Aero主题）。

通过上述配置，CentOS虚拟机可根据需求选择虚拟显卡或GPU直通，满足不同场景的图形性能要求。

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