VMware Ubuntu 虚拟机使用宿主机 GPU 的两种方案

让 VMware Ubuntu 虚拟机使用宿主机 GPU 资源，主要有两种主流方案，它们的实现难度、性能和适用场景完全不同。

方案一：GPU 直通 (GPU Passthrough) - 高性能方案

这是性能最好、最接近原生硬件的方案。它的原理是将宿主机的整个物理 GPU 直接'穿透'给虚拟机独占使用。虚拟机将完全控制这块 GPU，就像它直接插在虚拟机的物理主板上一样。

• 优点：性能损失极小（通常 <5%），几乎可以发挥 GPU 的全部能力。适合机器学习、3D 渲染、科学计算和高性能游戏。
• 缺点：
  • 独占性：一旦直通给虚拟机，宿主机本身将无法再使用该 GPU（黑屏或无法驱动）。因此通常需要两块显卡：一块用于宿主机（例如 Intel 核显），另一块用于直通（例如 NVIDIA 独立显卡）。
  • 配置复杂：需要在 BIOS 和操作系统层面进行较多设置。
  • 硬件和软件要求苛刻：需要 CPU、主板、GPU 硬件本身支持 IOMMU（Intel 叫 VT-d，AMD 叫 AMD-V）功能，并且需要在 VMware 专业版（Workstation Pro 或 ESXi）上操作。

必要条件检查

1. VMware 版本：必须是 VMware Workstation Pro 或 VMware Fusion Pro。Player 版本不支持此功能。
2. CPU 和主板：必须支持 IOMMU（Intel VT-d 或 AMD AMD-V）。请在 BIOS/UEFI 设置中确保该功能已开启。
3. GPU：理论上支持直通，但 NVIDIA 消费级显卡（GeForce 系列）在非 ESXi 环境下直通时可能会遇到驱动问题（著名的 Error 43）。AMD 显卡通常对直通更友好。
4. 操作系统：建议使用 Linux 作为宿主机系统，Windows 宿主机做直通更复杂。

配置步骤概要 (以 Linux 宿主机 + Workstation Pro 为例)

这是一个高度简化的流程，具体步骤因硬件和系统而异。

1. 在宿主机上启用 IOMMU：
   • 编辑宿主机系统的 GRUB 配置（如 /etc/default/grub）。
   • 在 GRUB_CMDLINE_LINUX 行添加引导参数：
     • Intel: intel_iommu=on iommu=pt
     • AMD: amd_iommu=on iommu=pt
   • 更新 GRUB 并重启宿主机。
2. 隔离 GPU：
   • 通过 lspci 命令找到你的独立 GPU 和设备 ID（例如 10de:1b06 和 10de:10ef，分别是设备 ID 和厂商 ID）。
3. 配置虚拟机：
   • 关闭 Ubuntu 虚拟机。
   • 在 VMware Workstation 中，打开虚拟机的 .vmx 配置文件（或使用虚拟化编辑器）。
   • 在虚拟机设置 -> 硬件 -> 添加 -> PCI 设备，然后选择你的物理 GPU。
4. 在虚拟机内安装驱动：
   • 启动 Ubuntu 虚拟机。
   • 如果直通的是 NVIDIA 显卡：去 NVIDIA 官网下载并安装官方驱动。注意：可能需要添加 kernel 参数 nomodeset 或使用特定脚本绕过 Error 43（现在新版驱动和 VMware 对 Error 43 的兼容性有所改善）。