Nvidia vGPU技术简介

清夏晚风
  2025-12-19 2025-12-19 Created   2026-01-13 16:48:23 2026-01-13 16:48:23 Updated      

Nvidia-VGPU简介

NVIDIA virtual GPU (vGPU) 技术是一种GPU虚拟化解决方案，允许物理GPU资源被多个虚拟机共享，同时为每个虚拟机提供独立的GPU加速能力。

基本原理

Nvidia vGPU技术通过软件层将物理GPU划分为多个虚拟GPU实例，每个实例都可以独立分配给不同的虚拟机使用。其工作原理如下：

  1. 在宿主机上安装vGPU驱动程序和管理组件
  2. 使用NVIDIA vGPU管理器控制和管理vGPU资源
  3. 创建多个 mediated device (mdev) 设备，即vGPU实例
  4. 将这些vGPU实例直通给不同的虚拟机
  5. 虚拟机内部安装相应的NVIDIA驱动程序来使用vGPU资源

这种技术类似于Intel的GVT-g图形虚拟化技术，但NVIDIA vGPU管理器是整个方案的核心组件，负责资源调度和管理。

在宿主机上安装好nvidia vgpu驱动之后，会有2个服务。

  • nvidia-vgpud.service
  • nvidia-vgpu-mgr.service

简单的解释下这2个服务在vgpu启动时的作用：

  1. 在使用vGPU卡的时候，正常逻辑是，开机之后，nvidia-vgpud 服务会查询内核中所有已安装的 GPU，并检查 vGPU 功能。如果找到支持 vGPU 的 GPU，则 nvidia-vgpu 会创建一个 MDEV 设备，系统会创建 /sys/class/mdev_bus 目录。

  2. 将这些设备分配给 VM，当 VM 启动时，它将打开 MDEV 设备。nvidia-vgpu-mgr 此时会使用 ioctl 与内核进行通信。当 nvidia-vgpu-mgr 询问 GPU 是否支持 vGPU 时，vgpu会回答是，随后尝试初始化 vGPU 设备。

目前vgpu_unlock项目主要支持时间切片（Time-sliced）技术，即单个GPU的性能会在多个vGPU实例之间动态分配。例如，对于一张Tesla P4显卡：

  • 如果只创建一个vGPU实例，该实例可以获得接近100%的GPU性能
  • 如果同时创建两个vGPU实例，每个实例将分别获得约50%的GPU性能

根据NVIDIA vGPU的技术规范，单个vGPU实例至少需要1GB显存。因此，对于具有8GB显存的Tesla P4显卡，理论上最多可以同时运行8个1GB显存的vGPU实例。

注意，Nvidia-vGPU授权是驱动授权，不是硬件授权。vgpu_unlock 这个项目并不能破解Nvidia-vGPU授权。
它这是使消费卡能够支持vGPU 技术，而不是破解了授权。需要授权，还是需要去nvidia购买！

部署配置

环境要求

  1. 硬件要求：

    • 支持vGPU技术的NVIDIA显卡（Tesla系列推荐）
    • 服务器主板支持IOMMU/VT-d功能
    • 足够的系统内存和存储空间

  2. 软件要求：

    • Linux操作系统（如Ubuntu、CentOS、RHEL等）
    • 支持vGPU的NVIDIA驱动程序
    • 虚拟化平台（如KVM、Proxmox VE等）

配置步骤

  1. 启用IOMMU：

    • 在BIOS中启用VT-d/IOMMU功能
    • 在GRUB配置中添加IOMMU内核参数

  2. 安装vGPU驱动：

    • 下载并安装适合的NVIDIA vGPU驱动
    • 重启系统以加载驱动模块

  3. 创建vGPU实例：

    • 使用nvidia-vgpu-mgr工具创建指定类型的vGPU
    • 配置vGPU实例的显存大小和其他参数

  4. 分配给虚拟机：

    • 在虚拟化平台中将vGPU设备直通给目标虚拟机
    • 在虚拟机中安装对应的NVIDIA驱动

常见配置类型

NVIDIA vGPU支持多种配置类型，常见的包括：

  • GRID P4-1Q：1GB显存，适合轻量级图形应用
  • GRID P4-2Q：2GB显存，适合中等图形负载
  • GRID P4-4Q：4GB显存，适合重度图形应用
  • GRID P4-8Q：8GB显存，适合专业图形工作站

选择合适的配置类型需要根据实际应用场景和性能需求来决定。

参考资料

官方资源

驱动获取

配置教程

社区资源

官方支持列表：

https://docs.nvidia.com/vgpu/gpus-supported-by-vgpu.html

实用配置示例

1. 查看系统中的GPU设备

1
lspci | grep -i nvidia

2. 检查vGPU驱动是否正常加载

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2
lsmod | grep nvidia
nvidia-smi

3. 创建vGPU实例

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# 查看支持的vGPU类型
ls /sys/class/mdev_bus/

# 创建vGPU实例（以Tesla P4为例）
echo "46" > /sys/class/mdev_bus/0000:00:05.0/mdev_type/create

4. Proxmox VE中配置vGPU

在Proxmox VE中，可以通过以下步骤为虚拟机分配vGPU：

  1. 编辑虚拟机配置文件（/etc/pve/qemu-server/{VMID}.conf）
  2. 添加vGPU设备配置：
    1
    hostpci0: 00:05.0,pcie=1
  3. 启动虚拟机并安装NVIDIA驱动

5. 性能监控

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# 查看vGPU使用情况
nvidia-smi -q -d UTILIZATION,MEMORY,POWER

# 查看vGPU进程
nvidia-smi pmon

注意事项

  1. 许可证管理：生产环境中需要正确配置NVIDIA许可证服务器
  2. 兼容性检查：确保使用的驱动版本与操作系统和GPU型号兼容
  3. 资源规划：合理规划vGPU实例数量和资源配置，避免资源争用
  4. 安全性考虑：定期更新驱动程序，关注安全公告
  • Title: Nvidia vGPU技术简介
  • Author: 清夏晚风
  • Created at : 2025-12-19 00:00:00
  • Updated at : 2026-01-13 16:48:23
  • Link: https://blog.kimikkorow.eu.org/NVIDIA相关/VGPU相关/00.Nvidia-VGPU简介/
  • License: This work is licensed under CC BY-NC-SA 4.0.
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Nvidia vGPU技术简介
  1. Nvidia-VGPU简介
    1. 基本原理
    2. 部署配置
      1. 环境要求
      2. 配置步骤
      3. 常见配置类型
    3. 参考资料
      1. 官方资源
      2. 驱动获取
      3. 配置教程
      4. 社区资源
    4. 官方支持列表：
    5. 实用配置示例
      1. 1. 查看系统中的GPU设备
      2. 2. 检查vGPU驱动是否正常加载
      3. 3. 创建vGPU实例
      4. 4. Proxmox VE中配置vGPU
      5. 5. 性能监控
    6. 注意事项