Компания NVIDIA опубликовала набор патчей для ядра Linux с реализацией технологии vGPU, позволяющей использовать виртуальные GPU NVIDIA в системах виртуализации. Работа vGPU организуется аппаратно через разделение ресурсов физического GPU NVIDIA и привязки каждому vGPU своей виртуальной функции PCI Express (VF, Virtual Function), что позволяет создавать на базе гостевых систем мощные виртуальные рабочие станции, способные выполнять ресурсоёмкие вычислительные и графические операции. Драйвер может использоваться с видеокартами NVIDIA на базе микроархитектуры Ada Lovelace. Число создаваемых vGPU зависит от модели видеокарты.
На стороне хост системы операции создания и сопряжения vGPU с гостевыми системами обеспечивает изменённый драйвер Nouveau, а на стороне гостевых систем используются штатные проприетарные драйверы NVIDIA (в гостевой системы возможности vGPU аналогичны обычному GPU). Для vGPU выделяется часть памяти из фреймбуфера физического GPU, которая закрепляется за данным vGPU и используется только им. Предоставляются различные типы vGPU, отличающиеся назначением, размером видеопамяти, числом виртуальных дисплеев и максимальным разрешением экрана.
Реализация включает в себя базовый драйвер nvkm (core driver), построенный на базе открытого драйвера Nouveau, и менеджер vGPU — vgpu_mgr, реализованный в форме модуля VFIO (Virtual Function I/O). Менеджер vGPU выполняет такие функции, как создание/удаление vGPU, выбор типа vGPU, предоставление API для управления из пространства пользователя. Менеджер vGPU взаимодействует с базовым драйвером GPU, который непосредственно обращается к оборудованию, выполняет загрузку прошивки GSP, вызывает связанные с vGPU функции прошивки, управляет совместными ресурсами, резервирует память в GPU, занимается обработкой исключений, определяет конфигурацию оборудования и выполняет обработку системных событий, таких как переход в спящий режим. +———————+ +———————+ +———————+ | Linux VM | | Windows VM | | Guest VM | | +—————-+ | | +—————-+ | | +—————-+ | | |Applications… | | | |Applications… | | | |Applications… | | | +—————-+ | | +—————-+ | | +—————-+ | … | +—————-+ | | +—————-+ | | +—————-+ | | | Guest Driver | | | | Guest Driver | | | | Guest Driver | | | +—————-+ | | +—————-+ | | +—————-+ | +———^———-+ +———-^———+ +———-^———+ | | | +———————————————————————+ |+———————+ +———————+ +———————+| || QEMU | | QEMU | | QEMU || || | | | | || |+———————+ +———————+ +———————+| +———————————————————————+ | | | +————————————————————————————————+ | +—————————————————————-+ | | | VFIO | | | | | | | +————————+ | +————————+ +———————————+| | | | Core Driver vGPU | | | | | || | | | Support | || | | +————————+ | | NVIDIA vGPU Manager | | NVIDIA vGPU VFIO Variant Driver || | | | NVIDIA GPU Core | | | | | || | | | Driver | | +————————+ +———————————+| | | +———^—————+ +—————————————————————-+ | | | | | | | +————————————————————————————————+ | | | | +———-|—————————|————————|———————-|———-+ | v +———-v———+ +————v———+ +————v———+ | | NVIDIA | PCI VF | | PCI VF | | PCI VF | | | Physical GPU | | | | | | | | | (Virtual GPU) | | (Virtual GPU) | | (Virtual GPU) | | | +———————+ +———————+ +———————+ | +————————————————————————————————+
Дополнительно можно отметить принятие в состав Mesa Vulkan-драйвера gfxstream (Graphics Streaming Kit), который может применяться для организации доступа к API Vulkan из гостевых систем на базе Linux, Android и Fuchsia. Основой драйвера выступает одноимённый генератор кода (Graphics Streaming Kit), применяемый для перенаправления обращений к графическим API при виртуализации API Vulkan. Драйвер разработан компанией Google и используется в эмуляторе платформы Android, виртуальном Android-устройстве Cuttlefish, сервисе Google Play Games и операционной системе Fuchsia. Поддержка gfxstream уже включена в состав QEMU и crosvm. Поддерживается совместное использование с виртуальными устройствами virtio-gpu и goldish.
Источник: opennet.ru
