1 GPU パススルーで VM から VR してみよう VRChat LT #7 @zgock999@mstdn.maud.io

2 お前誰よ​ ​ ？ ・ OSS 界隈で zgock を名乗る痛いおっさん ・東海道らぐ (Tokaido Linux Users Group) 名古屋ドメイン ・ openSUSE 教団 ・毎年 OSC 名古屋で仮想化関係のセミナーしてます ・今年も 5/16 にあるのでよろしくね ・ mastdon: @zgock999@mstdn.maud.io ・ blog: https://blog.zgock-lab.net

3 仮想化技術最後の壁、 GPU ・qemu/VMWare/VirtualBox等でデバイスの仮想化が進んだ ・ネットワークやブロックデバイス等は採用技術次第ではネイティブ と遜色ないレベルに ・GPUは複雑なデバイスであるため単純なソフトウェアによる仮想化 ではパフォーマンスや機能に限界があった (最もパフォーマンスが出るとされているVMWare WorkStationの仮 想VGAでも実GPUには遠く及ばない)

4 GPU 仮想化のための方法論 1.ソフトウェアで準仮想化GPUを実装する (VMXVGA、virtio-gpu=Virgl3Dとか) 2.GPU共有に対応したGPUでホストとGPU共有する (Intel gvt-gとかNVIDIA vGPUとか) 3.ホストに突っ込んだGPUをVMに直接割り当てる (GPUパススルー)

5 GPU 仮想化のための方法論 1.ソフトウェアで準仮想化GPUを実装する (VMXVGA、virtio-gpu=Virgl3Dとか) 2.GPU共有に対応したGPUでホストとGPU共有する (Intel gvt-gとかNVIDIA vGPUとか) 3.ホストに突っ込んだGPUをVMに直接割り当てる (GPUパススルー)←今日はこの話をします

6 GPU パススルー ・実は結構枯れた技術で、 ESXiとかXenでは10年前ぐらいから可能だった ・KVMは対応が遅れていたがここ数年で (大体kernel4.8前後から) 実用レベルになった ・FreeBSDのBeHyveもまだIssue出まくりではあるけど 密かに動き始めている

7 昔話 ・７年ぐらい前にXenでおうちの家族用PCを GPUパススルーでVM化した話をSlideShareに 上げてるから見てね ・「xen zfs」で検索すれば出てくるはず

8 KVM での GPU パススルー ・VFIO(Virtual Functional I/O)という技術を使う ・現在進行形で開発されている技術のため、Kernelは新し ければ新しいほど良い世界 ・ハードウェア側でIOMMU(IO空間に対応した偉いMMU) を積んでいる必要がある (Intelだとvt-d、AMDだとAMD-Vi) ・BIOSもIOMMU対応が必要 みんな大好きASRock安定

9 VFIO を使う ・Kernelに以下のモジュールを読み込む vfio vfio_iommu_type1 vfio_pci vfio_virqfd kvm kvm_i ntel ・vfio_pciのoptionでパススルーしたいデバイスのidを指 定する options vfio_pci ids=8086:016a,8086:1e20,1002:683 f,1002:aab0,10de:1380,10de:0fbc等 ・libvirtなりqemuでgpuをPCI id指定で割り当てる ・ね？簡単でしょ？

10 GPU 別の話 - NVIDIA ・NVIDIAのGeforce血統はKVMで使うのに２つの壁 1.vBIOS ROMをブートローダーが掴むと他からアクセスできない 対策A:セカンダリGPUにしておく 対策B:vBIOS ROMをあらかじめダンプしてROM fileとしてqemuに与 える ・ゲストは必ずUEFI(OVMF)ブートで起動すること 2.NVIDIAドライバがKVM下で動いていることを検知するとエラーで止 まる XenやESXiが公式対応しているQuadroすら止まる 対策：ゲスト側で「KVMで動いているフラグ」をOFFにする

11 （ここに例の中指画像を入れる）

12 GPU 別の話 - AMD ・NVIDIAのようなセコい真似はしていないので素直に動く ・時々vBIOSに持病を持つ世代があって、VMのシャットダウン時にフ リーズする子がいる R9 3xx RX Vega RX 5xxx (Vega以降については今後のkernelで治るかも) 間違いなくド安定なのはR9 2xx世代 RX3桁系はOCモデルとかのvBIOS弄ってるグラボだと怪しい

13 GPU 別の話 - Intel ・新しめのkernelが必要 （対応したのは4.8からだけど安定したのは4.10ぐらいから） ・coffee Lake以降はKernel 5.1以降が望ましい ・qemuオプションに「Intel iGPU使うよ」というオプションが必要

14 おすすめディストリその１ openSUSE ・教団なのでしかたないね ・カーネルに仮想化関連で当てておきたいパッチが丁寧に当たってい る場合が多い （Kernelの魔改造に定評があるSUSE） ・基本的なKVMの設定はYaSTが秒でセットアップしてくれる ・Xen時代から仮想化関連は積極的に対応している

15 おすすめディストリその２ Arch Linux ・カーネルが新しければ新しいほど良い世界なので ・みんな大好きArch Wiki

16 おすすめディストリその 3 UnRAID Server ・Limetech社が販売しているSlackwareベースのホームサーバー用 ディストリ ・本来ホームNAS用ディストリのはずがKVMとDockerをwebインター フェースで楽々扱えるマニアックOSに ・Webインターフェースで脳死でGPU指定するだけで、GPUの種類判 別して必要な設定を全部やってくれる ・脳死でGPUパススルーしたいなら一番のお勧め ・商用と言ってもグレード別で6000～15000円ぐらい ・評価版もあるでよ

17 実機デモが見たいだと？ OSC Nagoya 2020 at 5/16(Sat) ここ数年KVMにVive繋いで 「VMからVR」のデモやってます 今年も去年に引き続き Unraid Server + Viveで展示予定 コロナで中止になりませんように・・・