Использование vGPU

vGPU (виртуальный графический процессор) — это программная эмуляция физического GPU (графического процессора). vGPU позволяет распределить ресурсы графического процессора и памяти видеокарты между несколькими виртуальными машинами (ВМ). ВМ поочерёдно используют мощность графического процессора и выделяют под свои нужды часть видеопамяти. При выключении или приостановке ВМ ресурсы vGPU освобождаются. Подробнее о технологии см. в документации Nvidia.

Технология vGPU в VMmanager позволяет:

• пользователям — создавать ВМ с GPU для ускорения графических вычислений (например, для приложений в виртуальных рабочих столах);
• администраторам — распределять ресурсы одного GPU-устройства между несколькими ВМ.

Если на узле кластера установлено несколько GPU-устройств, часть из них может использоваться для проброса GPU, а остальные — для создания ВМ с поддержкой vGPU.

Ресурсы GPU распределяются между ВМ с помощью специальных конфигураций — профилей vGPU. Профили позволяют выделить определённый объём ресурсов для каждой ВМ. 

Ограничения функции

Технология vGPU поддерживается только для некоторых GPU-устройств Nvidia. Список поддерживаемых устройств см. в документации Nvidia.

В текущей версии платформы использование vGPU не поддерживается на узлах кластера с ОС Astra Linux.

Не поддерживается совместная работа vGPU и следующих функций платформы:

• включение отказоустойчивости в кластере, если ВМ с vGPU находится в списке ВМ для восстановления;
• включение балансировщика в кластере;
• эвакуация ВМ с vGPU в режиме обслуживания узла кластера; 

  Чтобы перевести узел, на котором есть ВМ с vGPU, в режим обслуживания, вы можете:

  • не выполнять эвакуацию этих ВМ;
  • отключить использование vGPU в тонких настройках этих ВМ.
• создание снимков ВМ;
• миграция ВМ.

Подготовка

Настройка BIOS

Для корректной работы vGPU включите в настройках BIOS на узлах кластера поддержку IOMMU (Input/Output Memory Management Unit) и SR-IOV (Single Root I/O Virtualization).

Проверка устройств

Перед настройкой проброса убедитесь, что GPU-устройства корректно определяются системой:

1. Подключитесь к узлу кластера по SSH. Подробнее о подключении по SSH см. в статье Настройка рабочего места.
2. Выполните команду:

   lspci | grep -iE "vga|3d" 

3. Изучите вывод команды. 
   Пример вывода

   00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation UHD Graphics 630 (rev 0c)
   01:00.0 VGA compatible controller: Advanced Micro Devices, Inc. [AMD/ATI] Ellesmere [Radeon RX 470/480]
   02:00.0 VGA compatible controller: NVIDIA Corporation TU106 [GeForce RTX 2060 SUPER] (rev a1)

4. Если вывод команды не содержит сведения об устройстве, убедитесь, что:
   1. Устройство правильно установлено в сервере.
   2. Устройство активно в BIOS (UEFI) сервера.

Настройка IOMMU

IOMMU (Input/Output Memory Management Unit) — технология управления памятью для устройств ввода-вывода. IOMMU обеспечивает виртуализацию физических адресов памяти, используемых устройствами PCI, и изолирует ресурсы между гостевыми операционными системами.

Для корректной работы GPU-устройств включите IOMMU в настройках загрузчика GRUB:

1. Подключитесь к узлу кластера по SSH. Подробнее о подключении по SSH см. в статье Настройка рабочего места.
2. В файле /etc/default/grub добавьте в конец переменной GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT параметры IOMMU. Имена параметров зависят от типа процессора, установленного в сервере:
   • Intel — iommu=on, intel_iommu=on; 
     Пример переменной

     GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash iommu=on intel_iommu=on"

   • AMD — iommu=on, amd_iommu=on; 
     Пример переменной

     GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash iommu=on amd_iommu=on"

3. Обновите конфигурацию GRUB:
   AlmaLinux

   sudo grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg

   Astra Linux, Ubuntu

   sudo update-grub

4. Перезагрузите сервер: 

   sudo reboot

Установка драйвера Nvidia

Установите драйвер Nvidia для vGPU на узлах кластера по инструкции из официальной документации.

Установка mdevctl

Установите на узлах кластера mdevctl — утилиту для управления vGPU: 

sudo dnf -y install mdevctl

sudo apt -y install mdevctl

Управление vGPU

Выбор устройства

Чтобы выбрать устройства, для которых будет использоваться vGPU:

1. Перейдите в Узлы → выберите узел → кнопка Параметры → раздел PCI-устройства → вкладка PCI-устройства.
2. Для каждого устройства в столбце Использование нажмите значок → выберите vGPU. 
3. Если какие-либо устройства на узле до этого использовались для проброса GPU, перезагрузите узел кластера.

Чтобы отключить использование vGPU для устройства:

1. Отключите vGPU в тонких настройках ВМ, которые используют это устройство.
2. Перейдите в Узлы → выберите узел → кнопка Параметры → раздел PCI-устройства → вкладка PCI-устройства.
3. В столбце Использование нажмите значок → выберите Не используется. 
   При выполнении этих действий профили vGPU будут удалены из платформы и конфигураций ВМ.

Интерфейс вкладки

Информация о профилях

Чтобы просмотреть профили vGPU, перейдите в Узлы → выберите узел → кнопка Параметры → раздел PCI-устройства → вкладка vGPU профили. При включении режима vGPU на вкладке появляется список профилей.

Чтобы актуализировать информацию о профилях, нажмите кнопку Обновить список профилей.

Таблица профилей содержит следующую информацию:

• название PCI-устройства;
• номер устройства;
• название профиля;
• количество дисплеев;
• частота кадров;
• буфер кадров;
• максимальное разрешение;
• количество ВМ, использующих профиль.

Интерфейс вкладки

Настройка vGPU на ВМ

Чтобы ВМ могли использовать vGPU, при создании конфигурации в разделе Параметры виртуализации:

1. В параметре Использование видеокарты (GPU) выберите vGPU.
2. Выберите vGPU профиль из списка. 
   В списке отображаются все профили устройства, включая временно недоступные.

Вы можете изменить эти параметры в тонких настройках ВМ. При изменении параметров ВМ будет перезагружена. В период перезагрузки ВМ изменение параметра будет недоступно.

Пример настройки