centos虚拟机GPU支持 - 问答

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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