通过 vSphere,可以轻松地将多个 PCI 直通设备分配给一个虚拟机,而无需在特定 ESXi 主机上指定确切的物理设备。

您可以连接到虚拟机的客户机操作系统和在 ESXi 主机上配置并可用于直通的所有 PCI 设备。

此外,还可以利用 vSphere Distributed Resource Scheduler (DRS) 功能。打开虚拟机电源时,vSphere DRS 可以将虚拟机移至兼容的 ESXi 主机。

PCI vSphere DirectPath I/O 设备

vSphere DirectPath I/O设备允许您指定要添加到虚拟机的设备的物理位置。vSphere DirectPath I/O允许虚拟机直接访问连接到特定主机的物理 PCI 和 PCIe 设备。该操作使您可以直接访问诸如高性能显卡或声卡等设备。每个虚拟机最多可以连接到 16 个 PCI 设备。

ESXi 主机上配置 PCI 设备以使它们可用于到虚拟机的直通。请参见《vSphere 网络连接》文档。但是,不得为配置为从 USB 设备引导的 ESXi 主机启用 PCI 直通。

将 PCI vSphere DirectPath I/O 设备提供给虚拟机后,您将无法在虚拟机上执行某些操作。这些操作包括挂起、通过 vMotion 迁移以及创建或还原虚拟机的快照。

vSphere 增强型 DirectPath I/O 设备

vSphere 增强型 DirectPath I/O 设备是一项改进功能,支持硬件设备供应商在虚拟机中使用时扩展其设备的功能。例如,如果硬件供应商实施了增强型 DirectPath I/O 设备,则可能支持通过 vMotion 迁移虚拟机或挂起和恢复操作。增强型 DirectPath I/O 设备可能还具有关联的配置参数,您可以在将此类 PCI 设备添加到虚拟机时查看和更改这些配置参数。如果供应商实施了配置参数,则可帮助您根据设备上的可用资源量或其类型进一步指定和选择特定硬件设备。

vSphere 增强型 DirectPath I/O 设备允许 vSphere DRS 识别集群中具有所需资源的可用设备的主机。

PCI vSphere 动态 DirectPath I/O 设备

vSphere动态 DirectPath I/O 设备允许您指定要添加到虚拟机的设备类型。vSphere 动态 DirectPath I/O 为您提供了将多个 PCI 直通设备分配给虚拟机的功能。vSphere 动态 DirectPath I/O 允许 vSphere DRS 在集群中标识具有相同供应商和型号名称的可用设备的主机。

供应商设备组

供应商设备组是两个或多个硬件设备的集合,可以一起分配给某个虚拟机。通过使用供应商设备组,在向虚拟机分配设备时可以考虑其他属性。例如,可以确保始终基于同一 PCI 交换机分配一对设备。如果不使用供应商设备组,则需要分别将每个设备单独分配给虚拟机。

注: 只能添加和移除整个供应商设备组实体,而不能添加和移除该组的单个设备。

如果选择具有网卡的供应商设备组,则必须为该供应商设备组中的网卡添加适当的网络。添加的网络是进行配置以便 SR-IOV 网卡连接到的网络之一。

NVIDIA GRID GPU 设备

如果 ESXi 主机具有 NVIDIA GRID GPU 图形设备,则可以将虚拟机配置为使用 NVIDIA GRID 虚拟 GPU (vGPU) 技术。

NVIDIA GRID vGPU 设备旨在优化复杂的图形操作,使这些操作能够以高性能运行且不会出现 CPU 过载。通过使用 NVIDIA GRID vGPU,您可以在多个虚拟机之间共享一个物理 GPU,作为单独的启用了 vGPU 的直通设备。

从 vSphere 7.0 Update 2 开始,可以将虚拟机配置为使用 NVIDIA Multi-Instance GPU (MIG) 功能。通过使用 NVIDIA MIG,可以安全地将适用的 GPU 分区到单独的 GPU 实例。每个 GPU 实例具有专用资源,如内存、内存缓存和计算内核。如果 GPU 处于 MIG 模式,则可向虚拟机分配唯一的 vGPU 配置文件名称。VMware 将自动创建 GPU 和计算实例,因此您不应手动创建它们。

注: 将 PCI 设备添加到虚拟机时,将自动预留虚拟机的完整内存大小。

前提条件

确认您具有计划执行的任务所需的特权。
  • 如果您计划在编辑虚拟机时添加 PCI 设备,请确认您具有 虚拟机.更改配置.添加或移除设备 特权。
  • 如果您计划在编辑虚拟机时增加内存预留,请确认您具有 虚拟机.更改配置.更改资源 特权。
  • 如果您计划在编辑虚拟机时减少虚拟机内存,请确认您具有 虚拟机.更改配置.更改内存 特权。
  • 关闭虚拟机电源。
  • 要使用动态 DirectPath I/O,请验证虚拟机是否与 ESXi 7.0 或更高版本兼容。
  • 要使用 DirectPath,请确认主机已在主机 BIOS 中启用 Intel Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d) 或 AMD I/O Virtualization Technology (IOMMU)。
  • 确认 PCI 设备已连接到主机并标记为可用于直通。如果 ESXi 主机配置为从 USB 设备引导,或者活动 coredump 分区配置为位于通过 USB 通道连接的 USB 设备或 SD 卡上,请取消激活 USB 控制器直通。对于从经由 USB 通道连接的 USB 设备或 SD 卡进行引导的 ESXi 主机,VMware 不支持 USB 控制器直通。活动 coredump 分区配置为位于通过 USB 通道连接的 USB 设备或 SD 卡上的配置也不受支持。有关信息,请参见http://kb.vmware.com/kb/1021345
  • 要使用增强型 DirectPath I/O,请确认:
    • 虚拟机与 ESXi 8.0 或更高版本兼容。
    • 您可以下载并安装硬件供应商提供的特殊驱动程序。
  • 要使用 NVIDIA GRID vGPU 图形设备,请执行以下操作:
    • 验证主机上是否安装了具有相应驱动程序的 NVIDIA GRID vGPU 图形设备。请参见《VMware ESXi 升级》文档。
    • 验证虚拟机是否与 ESXi 6.0 及更高版本兼容。
  • 要将多个 NVIDIA GRID vGPU 添加到虚拟机,请执行以下操作:
    • 验证该虚拟机是否与 ESXi 6.7 Update 2 及更高版本兼容。
    • 请仅使用具有最大帧缓冲区的 NVIDIA vGPU 配置文件。
    • 仅支持 Q 系列和 C 系列 vGPU 类型。
  • 要使用供应商设备组,请确认:
    • 虚拟机与 ESXi 8.0 或更高版本兼容。

过程

  1. 在部署虚拟机或编辑现有虚拟机时,可以向虚拟机添加 PCI 设备。
    选项 操作
    创建新虚拟机
    1. 选择属于虚拟机的有效父对象的任何清单对象,然后单击操作
    2. 单击新建虚拟机
    3. 选择创建类型页面上,选择创建新虚拟机,然后单击下一步
    4. 浏览向导的各个页面。
    5. 自定义硬件页面上,单击虚拟硬件选项卡。
    编辑虚拟机
    1. 选择属于虚拟机的有效父对象的任何清单对象,然后单击操作
    2. 单击编辑设置
    3. 单击虚拟硬件选项卡。
  2. 虚拟硬件选项卡上,单击添加新设备按钮。
  3. 从下拉菜单中的其他设备下,选择 PCI 设备
    此时将显示包含设备列表的 设备选择窗口。
  4. 选择要连接到虚拟机的 PCI 设备,然后单击选择
    选项 操作
    DirectPath I/O

    动态 DirectPath I/O

    增强型 DirectPath I/O

    1. 从列表中选择一个 PCI 设备,然后单击选择

      该 PCI 设备将显示在“虚拟硬件”设备列表中。

    2. 展开新 PCI 设备部分,然后(如果有)输入 PCI 设备的配置参数。
    3. 要移除 PCI 设备,请单击移除

      该设备即会从列表中移除。

    4. 要添加另一个 PCI 设备,请单击添加设备按钮,或者单击撤消,撤消该操作。
    NVIDIA GRID vGPU
    1. 从列表中选择一个 PCI 设备,然后单击选择

      该 PCI 设备将显示在“虚拟硬件”设备列表中。

    2. 展开新 PCI 设备部分。
    3. vGPU 配置文件下拉菜单中,选择要连接到虚拟机的 NVIDIA GRID vGPU 直通设备。
    4. 要移除 NVIDIA GRID vGPU 直通设备,请单击移除

      该设备即会从列表中移除。

    5. 要添加另一个 NVIDIA GRID vGPU 直通设备,请单击添加设备按钮,或者单击撤消,撤消该操作。
    注: 只能向虚拟机添加一个处于 MIG 模式的 NVIDIA GRID vGPU 设备。
    1. 从列表中选择一个供应商设备组条目,然后单击选择

      该供应商设备组中的设备将显示在“虚拟硬件”设备列表中。

    2. 展开新供应商设备组部分。
    3. 如果添加具有网卡的供应商设备组,请添加适当的网络。
    4. 网络下拉菜单中,单击浏览,然后选择适当的网络。
    5. 要移除供应商设备组,请单击垂直省略号图标,然后单击移除设备

      该供应商设备组即会从列表中移除。

    6. 要撤消该操作,请单击撤消
  5. 单击下一步并完成向导。
  6. 打开虚拟机电源。
    已连接的 PCI 设备将显示在以下位置:
    • 编辑设置向导的硬件选项卡上。
    • PCI 设备面板中的摘要选项卡上。

    可以使用 PCI 直通设备克隆虚拟机。