Libérez votre NAS QNAP : maîtrisez le transfert GPU dans Virtualization Station

Les utilisateurs expérimentés et les professionnels à la recherche d'un flux de travail efficace souhaitent améliorer les performances et la flexibilité de leur NAS QNAP. L'une des fonctionnalités les plus avancées disponibles est le transfert GPU dans Virtualization Station, qui vous permet d'utiliser une machine virtuelle et d'attribuer un GPU dédié pour qu'elle effectue des tâches graphiques intensives telles que le rendu vidéo, l'entraînement de modèles d'IA ou les jeux. Dans cet article de blog, je vous expliquerai comment utiliser cette fonctionnalité de transfert GPU sur un NAS QNAP.

Nous commencerons par les exigences fondamentales obligatoires telles que les paramètres matériels et système pour garantir que le NAS et le GUP sont configurés pour cette fonctionnalité de pointe. Par la suite, nous expliquerons la configuration de la station de virtualisation, la création de la machine virtuelle et l'activation de la fonctionnalité de transfert GPU. Après cela, nous donnerons les cas d'utilisation réels, les optimisations possibles et les directives pour un diagnostic et un traitement plus rapides des problèmes inévitables. À la fin de ce guide, je vous aurai fourni des informations technologiques qui vous permettront d'utiliser efficacement l'option de transfert GPU et de transformer votre NAS en une plate-forme de virtualisation robuste.

Qu'est-ce que le GPU Passthrough et comment fonctionne-t-il avec QNAP Virtualization Station ?

Le GPU passthrough est une fonctionnalité de virtualisation qui permet de lier directement un GPU physique à une machine virtuelle (VM), permettant ainsi à la VM d'atteindre des performances GPU réelles sans aucune surcharge d'émulation. La Virtualization Station de QNAP utilise Intel VT-d ou AMD-Vi comme forme d'allocation de ressources matérielles à l'unité de traitement graphique. Le passthrough GPU permet aux machines virtuelles Les NAS QNAP exécutent des charges de travail lourdes telles que la modélisation 3D, les réseaux neuronaux et même le montage vidéo. Cela augmente l'efficacité des applications virtualisées tout en maintenant l'utilisation des ressources du périphérique NAS lui-même.

Comprendre la technologie GPU Passthrough

D'après mes conclusions, Passage du GPU est une technique par laquelle une machine virtuelle (VM) peut obtenir un accès exclusif à la puissance de calcul d'une carte vidéo distincte. Cela se fait en attribuant le GPU à la VM, supprimant ainsi la nécessité de passer par l'hôte et éliminant la surcharge et la latence généralement présentes en raison de l'émulation. Pour y parvenir avec la Virtualization Station de QNAP, des technologies telles qu'Intel VT-d ou AMD-Vi doivent être en place pour permettre un accès direct au matériel. Avec cette configuration en place, je peux utiliser les VM pour effectuer des tâches qui consomment de grandes quantités de ressources graphiques, comme le rendu vidéo et la formation de modèles d'IA, ce qui permet d'utiliser de manière optimale les capacités matérielles de mon système NAS QNAP. En procédant de cette manière, les performances sont améliorées car elles exploitent à la place la puissance de la carte graphique dédiée installée dans l'environnement spécialisé.

Avantages de l'utilisation du GPU Passthrough dans le NAS QNAP

Le transfert GPU dans les appareils NAS QNAP offre divers avantages, en particulier pour les utilisateurs exécutant des charges de travail basées sur des machines virtuelles qui nécessitent un calcul hautes performances. Les principaux avantages sont les suivants :

1. Performances améliorées pour les applications gourmandes en GPU

En attribuant directement un GPU physique à une machine virtuelle, le transfert GPU élimine la surcharge causée par l'émulation logicielle. Cela permet aux tâches gourmandes en calcul, comme la modélisation 3D, le rendu vidéo, l'apprentissage automatique et l'inférence IA, de s'exécuter avec des performances GPU quasi natives. Par exemple, une configuration avec une carte graphique NVIDIA Quadro RTX 4000 (8 Go GDDR6) peut gérer les modèles d'entraînement IA beaucoup plus rapidement que les solutions GPU émulées.

2. Amélioration de l'allocation des ressources

Le transfert GPU garantit que le NAS alloue les ressources GPU exclusivement à la machine virtuelle spécifiée, isolant ainsi les charges de travail sans interférence du système hôte ou d'autres machines virtuelles. Cette optimisation est idéale pour rationaliser les applications d'entreprise, allant des logiciels de CAO aux analyses de Big Data.

3. Prise en charge des fonctionnalités de virtualisation avancées

Associé à des technologies telles que VT-d d'Intel et AMD-Vi d'AMD, le GPU passthrough assure une isolation matérielle précise, permettant un fonctionnement sécurisé et efficace de plusieurs machines virtuelles. Ces fonctionnalités permettent de gérer les machines virtuelles plus efficacement dans les scénarios nécessitant une disponibilité et des performances critiques.

4. Évolutivité transparente

Les périphériques NAS QNAP dotés d'emplacements d'extension PCIe permettent aux utilisateurs d'intégrer des GPU hautes performances, tels que les cartes de la série Tesla T4 de NVIDIA ou les cartes AMD Radeon Pro WX. Par exemple, en utilisant un emplacement PCIe Gen3 (x16), il est possible de faire évoluer les ressources matérielles en ajoutant plusieurs GPU, répondant ainsi aux exigences de charges de travail de plus en plus complexes au fil du temps.

5. Calcul haute performance rentable

L'utilisation du GPU passthrough sur un NAS QNAP élimine le besoin de serveurs dédiés distincts pour les charges de travail GPU. Cela réduit les dépenses matérielles tout en préservant les capacités de calcul, ce qui en fait une solution pratique pour les petites et moyennes entreprises (PME) ou les développeurs.

6. Traitement multimédia amélioré

Pour les professionnels de la vidéo, le passthrough permet un transcodage et un rendu en temps réel avec une efficacité GPU maximale, accélérant ainsi les flux de travail pour le traitement multimédia 4K/8K. Par exemple, les GPU dotés de la technologie NVENC (NVIDIA Encoder) peuvent traiter simultanément plusieurs flux vidéo haute résolution.

Comment Virtualization Station prend en charge le transfert GPU

L'une des fonctionnalités de Virtualization Station est le passage du GPU, qui permet aux ressources de calcul du GPU d'être pleinement utilisées par les machines virtuelles (VM) pour les charges de travail intensives. De cette façon, en plus de prendre en charge la virtualisation, l'accélération matérielle est également prise en charge. Avec la VM dotée d'un GPU physique, on peut obtenir des performances d'application presque équivalentes pour la formation de l'IA, le rendu et d'autres activités qui nécessitent des ressources de calcul haut de gamme.

Certaines des exigences de base du système sont :

• Exigences relatives à l'emplacement PCIe : un emplacement à haut débit comme PCIe Gen3 (x16) doit être utilisé pour garantir le temps de latence le plus court et la bande passante la plus importante disponible pour la communication avec le GPU.
• GPU pris en charge : la prise en charge appropriée des modèles inclut, sans s'y limiter, tous les GPU NVIDIA Tesla T4, AMD Radeon Pro WX ou autres adaptés aux charges de travail du serveur.
• Intégration des pilotes : l'application doit s'assurer que des pilotes adéquats et appropriés sont déjà installés et optimisés sur les deux systèmes. Par exemple, NVIDIA CUDA Toolkit et AMD ROCm sont recommandés.
• Ressources système : des cœurs de processeur, de la RAM et du stockage supplémentaires doivent être suffisants et inclus dans la machine virtuelle pour permettre au GPU de fonctionner de manière transparente sans contraintes.

Avec cette configuration, les charges de travail centrées sur le GPU peuvent être facilement déployées dans un environnement virtualisé, améliorant ainsi l'efficacité et l'évolutivité des applications professionnelles et professionnelles.

Quels modèles de NAS QNAP prennent en charge le passthrough GPU ?

QNAP propose plusieurs périphériques NAS prenant en charge la technique de transfert GPU, mais ils sont principalement destinés aux appareils destinés aux entreprises et au HPC. Parmi les appareils connus, on trouve les séries TS-hx77XU-RP, TS-hx83XU et TVS-h, équipées d'emplacements d'extension PCI sur leurs cartes qui peuvent être utilisés pour les GPU. Ces systèmes sont conçus pour prendre en charge les charges de travail de virtualisation et d'intelligence artificielle en conjonction avec plusieurs GPU NVIDIA et AMD. Il est conseillé de se référer à certaines spécifications de modèles et aux listes de GPU compatibles publiées par QNAP avant d'utiliser des modèles qui incluent des GPU.

Exigences de compatibilité pour GPU Passthrough

Pour une mise en œuvre correcte du passthrough GPU sur les appareils NAS QNAP, plusieurs paramètres de compatibilité matérielle et logicielle doivent être respectés :

1. Configuration matérielle requise pour le NAS :

• Emplacements d'extension PCIe disponibles : l'installation du GPU nécessite des emplacements d'extension PCIe libres sur le NAS. La plupart des modèles pris en charge, tels que les séries TS-hx77XU-RP et TS-hx83XU, sont livrés par défaut avec ces fonctionnalités.
• Alimentation intégrée : vérifiez que l'alimentation du NAS peut prendre en charge les besoins en énergie imposés par le GPU qui sera installé à l'intérieur. Certains GPU hautes performances nécessitent une puissance comprise entre 150 W et 300 W et plus.
• Refroidissement : un refroidissement et un flux d'air efficaces sont nécessaires pour lutter contre la surchauffe, généralement associée à l'utilisation de GPU haute puissance qui gèrent de lourdes charges de travail sur de longues périodes.

2. Compatibilité GPU :

• Les marques de GPU compatibles sont NVIDIA, y compris leurs séries NVIDIA Tesla et Quadro, et les GPU AMD. La liste fournie par QNAP répertorie les modèles spécifiques pris en charge, car davantage de modèles sont pris en charge à mesure que le firmware est mis à jour.
• Les GPU doivent inclure des aspects de virtualisation qui permettent aux environnements de virtualisation de fonctionner comme prévu. Par exemple, NVIDIA vGPU ou AMD MxGPU prennent en charge la plupart des fonctions.

3. Exigences de virtualisation :

• Le NAS nécessite l'intégration de la prise en charge GPU pour exécuter de manière transparente des outils de virtualisation avancés tels que QNAP Virtualization Station ou des conteneurs.
• Vérifiez que l'application VM installée dispose de l'option de relais PCIe activée. Dans le cas contraire, le GPU configuré pour les machines virtuelles ne sera pas disponible.

4. Logiciel et micrologiciel :

• Utilisez la version la plus récente du système d’exploitation QTS ou QuTS hero pour que le transfert GPU fonctionne correctement.
• Pour éviter les conflits de compatibilité, installez des pilotes GPU compatibles avec le système d’exploitation et les invités de la machine virtuelle.

Le respect total des paramètres techniques permet aux utilisateurs de bénéficier de niveaux élevés d'efficacité de transfert du GPU, ce qui facilite à son tour les charges de travail avancées telles que l'IA, l'apprentissage automatique et les tâches de virtualisation haut de gamme. Avant le déploiement, assurez-vous de vérifier la documentation de QNAP et celle des fabricants de GPU.

Cartes graphiques prises en charge pour le NAS QNAP

Certaines études récentes suggèrent que les cartes graphiques compatibles avec les NAS QNAP présentent généralement un groupe étrange, car parmi elles, on peut trouver les séries Quadro ou GeForce RTX de NVIDIA ainsi que les cartes des séries Radeon Pro et RX d'AMD. Cette compatibilité dépend généralement du modèle exact du NAS QNAP, de la conception du modèle en termes d'emplacements PCIe et des fonctions de virtualisation GPU obligatoires. Pour obtenir la liste de compatibilité la plus précise, je vous conseille de toujours utiliser l'outil de compatibilité officiel fourni par QNAP et de vérifier les spécifications du fabricant du GPU pour vous assurer qu'il fonctionne correctement dans vos systèmes configurés.

Comment configurer le GPU Passthrough dans la station de virtualisation QNAP ?

Pour configurer le relais GPU dans la station de virtualisation QNAP, procédez comme suit :

1. Installer un GPU pris en charge

Assurez-vous que votre NAS dispose d'un GPU compatible installé dans son emplacement PCIe. Consultez la liste de compatibilité de QNAP pour connaître les cartes graphiques prises en charge.

2. Activer le GPU dans l'interface QTS

Accédez au Panneau de configuration dans QTS, puis accédez à « Matériel » et assurez-vous que le périphérique PCIe est détecté. Affectez le GPU à la station de virtualisation.

3. Lancer la station de virtualisation

Ouvrez la station de virtualisation depuis QTS et créez ou modifiez une machine virtuelle (VM).

4. Allouer des ressources GPU à la machine virtuelle

Recherchez la section « GPU » dans les paramètres de la machine virtuelle et attribuez le GPU avec fonction de transfert à la machine virtuelle. Enregistrez votre configuration.

5. Installer les pilotes GPU dans le système d'exploitation invité

Après avoir démarré la machine virtuelle, installez les pilotes GPU appropriés dans le système d’exploitation invité pour activer toutes les fonctionnalités.

6. Tester les performances du GPU

Pour garantir des performances stables, validez le transfert du GPU en exécutant des tâches gourmandes en GPU dans la machine virtuelle.

Pour obtenir de l’aide, reportez-vous à la documentation de configuration de Virtualization Station et aux conseils du fabricant du GPU pour traiter les nuances de configuration spécifiques.

Installation et configuration de Virtualization Station 3.2

Tout d’abord, j’ai vérifié que j’avais téléchargé l’application depuis le QTS App Center et que le NAS que j’avais avait le matériel requis, comme une RAM et un processeur compatibles. L’étape suivante consistait à installer et à configurer la Virtualization Station. Tout s’est bien passé. J’ai utilisé l’interface QTS pour me connecter à la Virtualization Station et je suis passé à l’assistant de configuration. Il m’a indiqué comment définir les espaces de stockage pour les machines virtuelles, ce que j’ai suivi. Une fois tout configuré, j’ai créé une nouvelle VM en choisissant l’une des images présentes ou en téléchargeant mon propre fichier ISO. Comme j’avais besoin du relais GPU, je me suis assuré que mon panneau de configuration QTS identifiait mon matériel dans la section « Matériel » et l’ai ensuite dirigé vers la Virtualization Station. Je l’ai ensuite consacré à n’importe quelle VM en utilisant les paramètres. Après cela, j’ai exécuté les pilotes GPU requis dans le système d’exploitation invité et j’ai testé l’efficacité en hébergeant des applications pour garantir une accélération matérielle suffisante.

Connexion et installation de la carte graphique

Pour connecter et installer la carte graphique dans votre NAS pour l'utiliser avec Virtualization Station, suivez attentivement ces étapes pour garantir la compatibilité et la configuration appropriée :

1. Vérifier la compatibilité

Assurez-vous que le modèle NAS prend en charge l'installation du GPU. Vérifiez les spécifications matérielles pour connaître les versions d'emplacement PCIe prises en charge (par exemple, PCIe 3.0 ou PCIe 4.0) et l'espace physique adéquat dans le châssis NAS. Vérifiez que le GPU figure sur la liste compatible NAS fournie par le fabricant.

2. Préparez le matériel

• Sélectionnez un GPU compatible en fonction des exigences de la charge de travail. Par exemple :
• • GPU d'entrée de gamme : Convient aux charges de travail légères telles que le décodage multimédia (par exemple, NVIDIA GTX 1050, AMD Radeon RX 550).
  • GPU milieu de gamme : Ils sont idéaux pour les environnements de bureau virtuel ou l'IA légère (par exemple, NVIDIA GTX 1660, AMD Radeon RX 6600).
  • GPU hautes performances : Ceux-ci sont nécessaires pour les charges de travail lourdes telles que le rendu 3D ou l'apprentissage automatique (par exemple, NVIDIA RTX 3060 ou supérieur).
  • Assurez-vous que la capacité d'alimentation est suffisante. Par exemple, un GPU nécessitant 200 W doit être associé à un bloc d'alimentation NAS d'une puissance nominale de 350 W ou plus. Si nécessaire, utilisez des adaptateurs pour les connexions d'alimentation.
  3. Installer le GPU
  • Éteignez complètement le NAS et débranchez-le de la prise électrique.
  • Ouvrez le châssis pour accéder aux emplacements PCIe, en suivant le manuel NAS pour les instructions de démontage.
  • Insérez délicatement le GPU dans un emplacement PCIe disponible et fixez-le avec des vis. Branchez les câbles d'alimentation PCIe requis si le GPU nécessite une alimentation supplémentaire.
  4. Mettre à jour et configurer le micrologiciel
  • Démarrez le NAS et accédez à l'interface BIOS/UEFI (si disponible) pour activer la compatibilité GPU. Recherchez « Configuration PCIe » ou « Transfert matériel ».
  • Installez les dernières mises à jour du micrologiciel pour le NAS et le GPU pour garantir un fonctionnement fluide.
  5. Activer le GPU dans Virtualization Station
  • Pour accéder à l’interface QTS, allez dans « Panneau de configuration » > « Matériel » > « Carte graphique » et vérifiez que le GPU est détecté.
  • Dans les paramètres de l'application, attribuez le GPU à la station de virtualisation et allouez-le à une ou plusieurs machines virtuelles, en vous assurant d'installer les pilotes GPU appropriés dans le système d'exploitation invité.
  6. Testez la configuration

  Lancez une application gourmande en GPU dans la machine virtuelle pour vérifier sa fonctionnalité. Surveillez les performances via les journaux QTS ou des utilitaires tiers pour confirmer l'installation et l'efficacité correctes.

  En suivant ces étapes et en respectant les consignes de compatibilité, vous pouvez intégrer avec succès une carte graphique à votre NAS pour les opérations de Virtualization Station. Reportez-vous toujours à la documentation officielle de votre modèle de NAS et de votre GPU spécifiques.

Configuration du relais PCIe pour le GPU

Avant de commencer la configuration du passthrough PCIe, je vérifie si le NAS prend en charge la virtualisation et si le GPU est compatible avec le système. Tout d'abord, je m'assure que l'IOMMU ou le VT-d sont activés dans les tables, car il s'agit d'un paramètre essentiel pour garantir le succès du passthrough matériel. Ensuite, je me connecte à l'interface NAS, je m'assure que le GPU est détecté dans l'emplacement PCIe et j'alloue le GPU à la VM prévue via la station de virtualisation. Après cela, je passe à l'installation du pilote dans la machine virtuelle pour configurer le GPU afin qu'il soit entièrement fonctionnel dans la VM. Il est également nécessaire de tester l'intégration d'une telle configuration avec des applications GPU basées sur la charge, car, sous charge réelle, je dois m'assurer que le système est stable tout au long de l'utilisation. Pour plus de précision sur ces questions, je les compare aux directives et aux documents techniques fournis par chaque fabricant.

Quelles sont les limites du passthrough GPU dans le NAS QNAP ?

Même si le passthrough GPU du NAS QNAP offre plus d'avantages pour la virtualisation, il présente également des inconvénients. L'exemple le plus général est la compatibilité : le GPU et le NAS doivent tous deux être compatibles avec le passthrough PCIe, et cela ne s'applique pas à tous les modèles de GPU ou de NAS. Compte tenu des déploiements de plusieurs machines virtuelles, la surcharge de performances est probablement due à la contention des ressources entre l'hôte et les machines invitées minimales. La prise en charge des pilotes requise dans les deux composants est également très importante, de sorte que certains ajustements peuvent être nécessaires. De plus, la consommation d'énergie et la génération de chaleur peuvent augmenter, de sorte que des solutions de refroidissement appropriées sont inévitables. Enfin, il convient de noter que la configuration du passthrough GPU et son maintien sont effectués à un niveau très professionnel : une commande ou un paramètre incorrect pourrait briser la stabilité de l'espace virtuel.

Limitations et considérations relatives au matériel

Plusieurs limitations matérielles doivent être respectées lors de l'exécution d'un NAS QNAP avec passthrough GPU. L'unité NAS doit être compatible avec les emplacements d'extension VT-d (Intel) ou AMD-Vi (AMD) et PCIe, car ils sont nécessaires pour le passthrough PCI. De plus, le boîtier NAS mini doit prendre en charge à la fois les dimensions physiques du GPU et l'alimentation du GPU. Les GPU hautes performances nécessitent souvent des connexions d'alimentation externes, que le NAS peut ne pas fournir, nous avons donc tendance à être limités aux GPU de milieu de gamme tels que Nvidia Gtx 1660 ou AMD Radeon RX 6600. Ces GPU ont tendance à se situer dans les exigences de puissance et d'espace og.

L’autre élément à prendre en compte est la mémoire RAM et les processeurs de l’unité centrale de traitement, car les allocations en matière de virtualisation et de charges de travail du GPU sont assez gourmandes en technologie. Un minimum suggéré serait approximativement un serveur Intel Xeon ou un processeur AMD Ryzen Core avec au moins 16 Go de RAM pour les machines virtuelles virtualisées. De plus, comme le NAS et le GPU dissiperaient plus de chaleur, le refroidissement ne serait pas idéal, mais recommandé pour des modèles spécifiques qui possèdent un système de refroidissement plus efficace ou offrent de l’espace pour plus de ventilateurs.

Enfin, assurez-vous que votre GPU dispose des pilotes appropriés pour le micrologiciel NAS (QTS ou QuTS hero) et le système d'exploitation des machines virtuelles. Les pilotes non pris en charge peuvent entraîner des performances médiocres du micrologiciel ou une instabilité du système. Reportez-vous toujours à la liste de compatibilité de QNAP et aux spécifications du fournisseur de GPU concerné pour éviter tout problème éventuel.

Problèmes de compatibilité logicielle

Lors de la résolution des problèmes de compatibilité logicielle dans un NAS avec transfert GPU, la vérification de la compatibilité dans trois domaines principaux : le micrologiciel du NAS, les systèmes d'exploitation invités et les exigences des applications est essentielle.

1. Prise en charge du micrologiciel NAS et du GPU

Vérifiez que le micrologiciel du NAS (par exemple, QTS ou QuTS hero) prend explicitement en charge le GPU prévu. Les listes de compatibilité fournies par QNAP sont des ressources précieuses à cet effet. Par exemple, les GPU de NVIDIA nécessitent souvent des versions de pilotes spécifiques pour fonctionner correctement, en particulier pour les tâches de virtualisation. Assurez-vous que la version du micrologiciel prend en charge la fonctionnalité de transfert GPU, car les micrologiciels plus anciens peuvent ne pas prendre en charge les pilotes ou les API essentiels.

2. Systèmes d'exploitation invités

Les systèmes d'exploitation installés sur les machines virtuelles (VM) doivent prendre en charge le transfert GPU. Pour les machines virtuelles Windows, assurez-vous que le système d'exploitation prend en charge la virtualisation GPU, par exemple avec les pilotes GeForce ou Quadro de NVIDIA. Pour les machines virtuelles Linux, assurez-vous que la version du noyau correspond aux exigences du pilote GPU, en activant des technologies telles que NVIDIA vGPU ou AMD MxGPU lorsqu'elles sont disponibles. La plupart des distributions modernes prennent en charge le transfert GPU, mais les versions antérieures au noyau 4.0 peuvent nécessiter une configuration manuelle ou des packages mis à jour.

3. Compatibilité des pilotes et des applications

Les pilotes GPU doivent être adaptés au matériel et au cas d'utilisation. Par exemple :

• GPU NVIDIA : La prise en charge de CUDA nécessite des pilotes NVIDIA correspondant à la fois à la famille matérielle et à la version de CUDA. Si CUDA 11.8 est requis, des versions de pilotes compatibles (par exemple, 515.xx) doivent être installées.
• GPU AMD : La prise en charge d'OpenCL pour les GPU AMD dépend du framework ROCm, qui est spécifiquement compatible avec les systèmes basés sur UNIX comme Ubuntu (version minimale 18.04). Assurez-vous que les plateformes telles que FFmpeg ou Blender sont préconfigurées avec les bibliothèques GPU appropriées pour l'encodage ou le rendu vidéo.

Les applications ont également des exigences distinctes. Les outils multimédias comme Plex ou OBS s'appuient souvent sur l'accélération GPU pour le transcodage, ce qui nécessite du matériel comme NVIDIA NVENC ou AMD AMF ainsi que des configurations de pilotes vérifiées. Reportez-vous toujours aux notes de publication de l'application pour connaître les dépendances explicites.

4. Paramètres techniques pour référence

• Versions des pilotes GPU : Assurez-vous que le micrologiciel NAS prend en charge les pilotes natifs (par exemple, NVIDIA 515.xx ou AMD Adrenalin 22.1).
• Prise en charge du système d'exploitation de la machine virtuelle : Noyaux Linux vérifiés (minimum 4.18 pour AMD ROCm ou NVIDIA vGPU) et compatibilité invité Windows (Windows 10 Pro ou version ultérieure).
• Allocation des ressources système : Allouez au moins 4 cœurs de processeur et 8 Go de RAM par machine virtuelle avec le transfert GPU activé.

5. Problèmes courants et résolutions

• Les incompatibilités de pilotes entraînent souvent des échecs d'initialisation de l'affichage. Vérifiez les journaux d'installation des pilotes sur la machine virtuelle.
• Si les machines virtuelles ne parviennent pas à reconnaître le GPU, assurez-vous que IOMMU est activé dans le BIOS et validé via la commande « dmesg » (Linux).
• Pour les conflits de ressources GPU partagées, envisagez les GPU avec prise en charge SR-IOV pour les cas d'utilisation multi-VM simultanés.

En abordant soigneusement ces différents aspects de la compatibilité logicielle, vous pouvez améliorer considérablement la stabilité et les performances lors du déploiement d’environnements NAS compatibles avec le transfert GPU.

Comment utiliser le GPU Passthrough dans les machines virtuelles ?

1. Préparez le matériel et activez la virtualisation

• Assurez-vous que le système hôte prend en charge la virtualisation (Intel VT-d ou AMD-V) et IOMMU. Activez les deux fonctionnalités dans les paramètres du BIOS/UEFI.

2. Installer les pilotes nécessaires

• Mettez à jour l'hôte avec des pilotes spécifiques au GPU. Installez la dernière version stable du pilote pour les GPU NVIDIA, comme NVIDIA 515.xx. Pour AMD, utilisez des pilotes compatibles comme Adrenalin 22.1.

3. Configurer l'hyperviseur

• Pour les configurations basées sur KVM, mettez à jour « vfio-pci » et les modules du noyau associés. Validez les mappages IOMMU en vérifiant « /etc/modules » ou en utilisant la commande « dmesg » pour confirmer l'isolation du périphérique.

4. Allouer des ressources GPU à la machine virtuelle

• Affectez le GPU à la machine virtuelle via les paramètres de transfert de votre hyperviseur. Utilisez des outils tels que « virt-manager » pour lier le GPU et, si nécessaire, le périphérique audio associé.

5. Installer les pilotes du système d'exploitation invité

• Démarrez la machine virtuelle et installez les pilotes GPU appropriés dans le système d’exploitation invité (par exemple, les derniers pilotes NVIDIA ou AMD pour les versions Linux ou Windows prises en charge).

6. Tester la fonctionnalité du GPU

• Vérifiez la configuration du transfert GPU en exécutant des tests de performance ou des applications gourmandes en GPU au sein de la machine virtuelle.

En suivant ces étapes, vous pouvez configurer efficacement le relais GPU dans votre environnement de machine virtuelle, débloquant ainsi l’accélération matérielle pour une gamme de tâches de calcul hautes performances.

Création et configuration de machines virtuelles avec GPU Passthrough

Pour configurer mon machine virtuelle pour le transfert GPU, Je vais effectuer toute une série d'actions qui, au final, je l'espère, me permettront d'utiliser un GPU dans la machine virtuelle. Parfois, il existe une exigence stricte d'utiliser des GPU dans les machines virtuelles car celles-ci doivent effectuer des tâches gourmandes en ressources. Ma première étape consiste à m'assurer que mon matériel (CPU et carte mère) prend en charge Intel VT-d ou Amd-Vi et à les activer à partir du BIOS. Je m'assure également que mon GPU dispose de fonctionnalités de transfert telles que la prise en charge du groupe IOMMU.

Maintenant, je procède à la configuration de mon hyperviseur (QEMU préfère cependant KQV). Cela comprend l'insertion du module de noyau « vfio-pci », la modification du fichier de configuration du chargeur de démarrage (comme GRUB) pour m'assurer que l'iommu est activé, et j'affiche le rôle de style et vérifie les paramètres du groupe IOMMU à l'aide des outils « dmesg » ou « find ». La méthode est légèrement différente pour les configurations basées sur KVM car je lie le GPU ainsi que ses composants (par exemple, le périphérique audio) à vfio-pci.

Une fois que tout est fait, j'ajoute le GPU attribué sur la VM invitée à partir des configurations de l'hyperviseur. Cette pratique est considérée comme une bonne pratique car elle peut être effectuée rapidement et efficacement avec des outils comme virt-manager ou en modifiant directement les fichiers de configuration XML. Il existe des pilotes pour Windows émulés dans la machine virtuelle. J'installerai ceux spécifiques à mon modèle de GPU et à mon système d'exploitation une fois la VM démarrée avant de prendre d'autres mesures. Enfin, je prends en charge l'ensemble de la configuration du compteur GPU, où j'exécute des tests de performance ou des applications exigeantes en termes de performances pour m'assurer que la configuration est correcte et fonctionne comme prévu.

Ces étapes semblent assez simples, mais le passage d'un GPU à un autre ne se résume pas à un seul document. Une façon d'y parvenir est d'utiliser les forums communautaires et leurs solutions, qui complètent bien la documentation officielle.

Installation des pilotes nécessaires sur la machine virtuelle

Dans la machine virtuelle, je lance le processus d'installation des pilotes requis en mettant à jour le système d'exploitation de la machine virtuelle avec les commandes nécessaires comme « sudo apt update && sudo apt upgrade » pour les systèmes basés sur Debian ou « yum update » pour les systèmes basés sur RHEL. Ensuite, j'ai installé les pilotes du fabricant pour le package GPU, qui sont compatibles à la fois avec l'environnement invité et l'environnement hôte. Dans le cas des GPU NVIDIA, il faut soit télécharger le fichier « .run », soit installer le pilote propriétaire via le gestionnaire de paquets. D'autre part, les utilisateurs AMD peuvent utiliser le package amdgpu-pro.

Au fur et à mesure que mon travail progresse vers l'installation, je démarre le système d'exploitation invité et je mets sur liste noire les modules du noyau comme les pilotes « nouveau » et open source mesa pour NVIDIA et AMD respectivement, sinon cela posera des problèmes. En dehors de cela, je confirme que l'accélération matérielle est activée et que tous les paramètres qui l'empêcheraient sont vérifiés à l'aide d'un ensemble de paramètres, par exemple : « glxinfo | grep "renderer string" » ou dans certains cas, je m'appuie sur l'outil dxdiag dans le cas des machines virtuelles Windows. Ensuite, j'exécute un test d'évaluation sur le nouveau pilote à l'aide d'un test d'évaluation du système tel que « unigine heaven » ou « passmark » pour confirmer qu'il dispose du maximum de paramètres de sortie disponibles pour les besoins des configurations de configuration du modèle GPU.

Connexion à la console VM via un moniteur ou des outils de connexion à distance

Pour obtenir la vue de la console de la machine virtuelle, je dois d’abord vérifier si la machine virtuelle est en cours d’exécution et accessible via la plateforme de virtualisation. Si j’utilise un moniteur autonome, je le connecterais à la machine physique hébergeant la machine virtuelle pour afficher ma console. Sinon, j’utiliserais SSH, RDP ou une interface Web fournie par l’hyperviseur pour les connexions à distance. Par exemple, dans VMware, cela peut être effectué à l’aide d’options telles que vSphere Web Client, tandis que dans Azure, on peut connecter une console série ou un bastion où le terminal de la machine virtuelle est accessible. Les bons privilèges et les bonnes modalités de connexion sont essentiels pour pouvoir se connecter.

Références

Unité de traitement graphique

Virtual Network Computing

Microsoft Windows

Questions fréquentes

Q : Qu'est-ce que le transfert GPU dans Virtualization Station et quels avantages présente-t-il pour les utilisateurs ?

R : Le transfert de GPU dans Virtualization Station vous permet de dédier un GPU physique à une machine virtuelle (VM), offrant ainsi un accès direct à la puissance de traitement et à la sortie graphique du GPU. Cette fonctionnalité permet d'améliorer les performances des tâches gourmandes en ressources graphiques, prend en charge DirectX 11 et OpenGL et améliore les capacités de transcodage matériel au sein des machines virtuelles.

Q : Comment configurer le relais GPU pour une machine virtuelle dans QNAP Virtualization Station ?

R : Pour configurer le transfert GPU, assurez-vous que votre NAS QNAP et votre GPU sont compatibles. Créez ou modifiez une VM dans Virtualization Station, accédez aux paramètres matériels et sélectionnez le GPU que vous souhaitez transférer. Après la configuration, démarrez la VM et installez les pilotes GPU nécessaires pour utiliser la carte graphique dédiée.

Q : Puis-je utiliser le relais GPU pour le transcodage matériel dans mes machines virtuelles ?

R : Oui, le transfert GPU permet le transcodage matériel au sein des machines virtuelles. Cette fonctionnalité est pratique pour les serveurs multimédias ou les applications de traitement vidéo exécutées dans des machines virtuelles, car elle décharge les tâches de transcodage sur le GPU dédié, ce qui permet un traitement vidéo plus rapide et plus efficace.

Q : Comment accéder à une machine virtuelle avec le relais GPU activé ?

R : Vous pouvez accéder à une machine virtuelle avec transfert GPU à l'aide de la console de la machine virtuelle via l'interface Web de Virtualization Station. Vous pouvez également utiliser un autre outil de connexion à distance comme VNC ou RDP. L'agent QNAP entrera automatiquement l'adresse IP de la machine virtuelle et le mot de passe VNC par défaut. Vous devrez spécifier le numéro de port lors de la connexion à distance pour RDP.

Q : Existe-t-il des limitations lors de l’utilisation du relais GPU dans Virtualization Station ?

R : Bien que le transfert de GPU offre des avantages considérables, il existe certaines limites. Une seule machine virtuelle peut utiliser un GPU spécifique à la fois. Tous les GPU ne sont pas compatibles avec le transfert de GPU. Assurez-vous donc que votre matériel prend en charge cette fonctionnalité. Certains GPU peuvent nécessiter des paramètres BIOS spécifiques ou une configuration supplémentaire pour des performances optimales.

Q : Puis-je utiliser des périphériques USB avec une machine virtuelle de transfert GPU activée ?

R : Oui, vous pouvez utiliser des périphériques USB avec une machine virtuelle dont le transfert GPU est activé. Virtualization Station de QNAP vous permet de transférer des périphériques USB vers des machines virtuelles, y compris celles avec transfert GPU. Cette fonctionnalité permet de connecter des périphériques d'entrée comme un clavier et une souris ou d'autres périphériques USB directement à la machine virtuelle.

Q : En quoi le transfert GPU dans une station de virtualisation se compare-t-il à celui d'une station de conteneur ?

R : Bien que Virtualization Station et Container Station offrent toutes deux des fonctionnalités de virtualisation, la fonction GPU passthrough est principalement conçue pour être utilisée dans Virtualization Station. Container Station se concentre sur les environnements légers et isolés pour l'exécution d'applications. En revanche, une station de virtualisation avec fonction GPU passthrough fournit des environnements VM complets avec des ressources GPU dédiées, idéales pour les charges de travail gourmandes en ressources graphiques et les applications nécessitant des systèmes d'exploitation spécifiques.

Q : Le passthrough GPU est-il compatible avec les GPU NVIDIA et AMD ?

R : La compatibilité du transfert GPU dépend du modèle de NAS QNAP et du GPU spécifiques. Bien que de nombreux GPU NVIDIA soient pris en charge, la prise en charge des GPU AMD peut être plus limitée. Il est essentiel de vérifier la liste de compatibilité de QNAP ou de contacter le service client pour obtenir les informations les plus récentes sur les GPU pris en charge pour votre modèle de NAS spécifique.