Das virtio-nvgpu-Projekt entwickelt ein virtio-Ger\u00e4t, das den Zugriff auf NVIDIA-GPUs aus Gastsystemen, die unter dem Hypervisor KVM betrieben werden, mit minimalem Leistungsverlust erm\u00f6glicht. Es umfasst ein Kernel-Modul, das im Gastsystem geladen wird, und ein virtio-Ger\u00e4t, das auf der Host-Seite ausgef\u00fchrt wird. Der Code des Kernel-Moduls ist in C geschrieben und unter der GPLv2-Lizenz lizenziert, w\u00e4hrend der Code des virtio-Ger\u00e4ts in Rust geschrieben und unter der Apache 2.0-Lizenz lizenziert ist. <\/p>\n
Laut Einsch\u00e4tzung der Entwickler \u00fcberschreitet der Leistungsverlust beim Zugriff auf die GPU 2% nicht. Die hohe Geschwindigkeit wird durch die Umleitung von ioctl-Aufrufen an den nativen NVIDIA-Treiber und die Arbeit auf der ABI-Ebene des NVIDIA-Treibers erreicht, ohne Anfragen auf API-Ebene zu \u00fcbersetzen. Auf der Seite des Gastsystems kommen die Standardbibliotheken und hochrangigen NVIDIA-Treiber, die im Benutzermodus arbeiten, zum Einsatz. <\/p>\n
Im Gastbetriebssystem wird ein Kernelmodul geladen, das die Ger\u00e4te-Dateien \/dev\/nvidiactl, \/dev\/nvidia0\u2026N, \/dev\/nvidia-uvm bereitstellt und ioctl()- und mmap()-Aufrufe \u00fcber eine Virtqueue an den Handler im Host-Umfeld weiterleitet, der sie an den NVIDIA-Treiber des Hosts \u00fcbermittelt. Um Kontextwechsel zwischen dem Host-System und der virtuellen Maschine zu vermeiden, werden die Befehls-Puffer (mmap) in den gemeinsam genutzten Speicher, der f\u00fcr das Host-Umfeld und die GPU zug\u00e4nglich ist, gespiegelt. <\/p>\n
Im Gegensatz zur exklusiven Weiterleitung des Zugriffs auf die GPU (VFIO Passthrough) erm\u00f6glicht das virtio-nvgpu-Projekt den gemeinsamen Zugriff auf eine GPU von mehreren virtuelle Maschinen<\/a>, w\u00e4hrend es sich im Unterschied zu virtio-gpu (Venus, VirGL) \u00fcber die ABI-Umleitung an den NVIDIA-Treiber und nicht auf der Ebene der \u00dcbersetzung von Grafik-APIs wie Vulkan und OpenGL arbeitet. Nachteile von virtio-nvgpu sind das Fehlen einer vollst\u00e4ndigen Isolierung auf Basis von IOMMU (Gastsysteme arbeiten \u00fcber den Host-NVIDIA-Treiber und sind lediglich auf die Filterung von ioctl-Aufrufen beschr\u00e4nkt) und die Bindung an die ABI der NVIDIA-Treiber (ABI \u00e4ndert sich bei jeder Version und erfordert eine Anpassung von virtio-nvgpu). <\/p>\n Die M\u00f6glichkeiten von virtio-nvgpu sind ausreichend f\u00fcr Rendering, Video-Encoding und Berechnungen mit den APIs Vulkan, OpenGL, NVENC und CUDA. Als Hauptanwendungsbereich werden Cloud-Gaming-Dienste oder virtuelle Arbeitspl\u00e4tze genannt, in denen ein Spiel oder eine grafische Anwendung gestartet wird. virtuellen Maschine<\/a>, in dem das Rendering, die Hardwarekodierung des Ergebnisses mit NVENC und die \u00dcbertragung des Outputs an den entfernten Benutzer in Form eines komprimierten Video-Streams erfolgen. \u041f\u0440\u043e\u0435\u043a\u0442 virtio-nvgpu \u0440\u0430\u0437\u0432\u0438\u0432\u0430\u0435\u0442 virtio-\u0443\u0441\u0442\u0440\u043e\u0439\u0441\u0442\u0432\u043e, \u043f\u043e\u0437\u0432\u043e\u043b\u044f\u044e\u0449\u0435\u0435 \u043f\u043e\u043b\u0443\u0447\u0438\u0442\u044c \u0434\u043e\u0441\u0442\u0443\u043f \u043a GPU NVIDIA \u0438\u0437 \u0433\u043e\u0441\u0442\u0435\u0432\u044b\u0445 \u0441\u0438\u0441\u0442\u0435\u043c, \u0437\u0430\u043f\u0443\u0449\u0435\u043d\u043d\u044b\u0445 \u043f\u043e\u0434 \u0443\u043f\u0440\u0430\u0432\u043b\u0435\u043d\u0438\u0435\u043c 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