Ubuntu-Server: Konfigurieren einer GPU mit separater Gerätezuweisung (DDA) auf einer virtuellen Ubuntu-Maschine

Ziel

DDA kann verwendet werden, um ein ganzes PCIe-Gerät, in diesem Fall eine GPU, an eine VM zu übergeben. Dies ermöglicht einen leistungsfähigen Zugriff auf das Gerät und die Möglichkeit, seine nativen Treiber zu nutzen.

Umgebung in diesem Beispiel

Server: PowerEdge R740xd mit Windows Server 2019
GPU: NVIDIA Tesla P100-VM
: 4 x vCPUs, 32 GB RAM mit Ubuntu ®18.04 LTS

Schritte

1. Installieren Sie Windows Server 2019 auf dem Host und aktualisieren Sie das Betriebssystem. Installieren Sie die neuesten Gerätetreiber, z. B. Chipsatz- und GPU-Treiber.

2. Installieren Sie die Hyper-V-Rolle.

3. Erstellen Sie eine VM der 2. Generation. Deaktivieren Sie Secure Boot in den Einstellungen der VM und installieren Sie dann Ubuntu ®18.04 LTS darauf.

4. Wenden Sie Ubuntu-Updates an. Führen Sie dazu die folgenden Befehle aus:

   $ sudo apt-get update

   $ sudo apt-get upgrade

5. Fahren Sie die VM herunter.

6. Öffnen Sie den Geräte-Manager auf dem Host, erweitern Sie Bildschirmadapter und wählen Sie die GPU aus, die der VM angezeigt werden soll.
   
   Abbildung 1: Device Manager mit ausgewählter GPU

7. Klicken Sie mit der rechten Maustaste auf die GPU, die in der VM verwendet werden soll, und wählen Sie Eigenschaften aus. Wählen Sie auf der Registerkarte Details die Option Property aus der Drop-down-Liste Location paths aus. Kopieren Sie den Wert, der mit PCIROOT beginnt, in Notepad.
   
   Abbildung 2: Geräte-Manager Geräteeigenschaften – Speicherpfade

8. Klicken Sie im Geräte-Manager mit der rechten Maustaste auf die GPU und deaktivieren Sie sie.
   
   Abbildung 3: Deaktivieren der GPU im Geräte-Manager

9. Konfigurieren Sie die VM für DDA mithilfe von PowerShell. Öffnen Sie PowerShell als Administrator und führen Sie die folgenden Befehle aus:

   # Configure the "Automatic Stop Action" of a VM to TurnOff.
   
   Set-VM -Name VMName -AutomaticStopAction TurnOff
   
   # Enable Write-Combining on the CPU.
   
   Set-VM -VMName VMName -GuestControlledCacheTypes $true
   
   # Configure the 32-bit MMIO space.
   
   Set-VM -VMName VMName -LowMemoryMappedIoSpace 128Mb
   
   # Configure greater than 32-bit MMIO space.
   
   Set-VM -VMName VMame -HighMemoryMappedIoSpace 18000Mb
   
   # Dismount the device.
   
   Dismount-VMHostAssignableDevice -force -LocationPath "step 7 location path goes here"
   
   # Assign the device to the VM.
   
   Add-VMAssignableDevice -VMName VMName -LocationPath "step 7 location path goes here"

10. Starten Sie die VM.

11. Führen Sie die folgenden Befehle in der VM aus, um zu überprüfen, ob die GPU erkannt wurde:

    $ lspci

    $ sudo lshw -C Display

    
    Abbildung 4: Ausgabe der lspci und lshw Befehle

12. Wenn die Ausgabe der sudo lshw -C Display Befehl in Schritt 11 zeigt an, dass der Nouveau-Treiber installiert ist (siehe Konfiguration in Abbildung 4 oben), er muss deaktiviert sein. Nouveau ist ein kostenloser Open-Source-Treiber für NVIDIA-Grafikkarten, der von unabhängigen Softwareentwicklern geschrieben wurde. Dieser Treiber ist standardmäßig installiert und muss deaktiviert werden, um den NVIDIA-Treiber installieren zu können. Führen Sie die folgenden Befehle aus, um den Nouveau-Treiber zu deaktivieren.

    # Create a file at /etc/modprobe.d/blacklist-nouveau.conf.
    
    $ sudo nano /etc/modprobe.d/blacklist-nouveau.conf
    
    # Add the following to the newly created file, then save the file.
    
    blacklist nouveau
    options nouveau modeset=0
    
    # Regenerate the kernel initramfs, then reboot.
    
    $ sudo update-initramfs -u
    $ reboot

    
    Abbildung 5: Ausgabe der lspci und lshw Befehle, nachdem der Nouveau-Treiber deaktiviert wurde

13. Laden Sie den NVIDIA-Treiber herunter und installieren Sie ihn auf der Ubuntu-VM.

    # Run these commands after the file has been copied to the VM.
    
    $ sudo dpkg -i nvidia-driver-local-repo-ubuntu1804-440.33.01_1.0-1_amd64.deb
    $ sudo apt-key add /var/nvidia-driver-local-repo-440.33.01/7fa2af80.pub
    $ sudo apt-get update
    $ sudo apt-get install cuda-drivers {Install all the dependencies
    $ sudo reboot

14. Um zu überprüfen, ob der Treiber korrekt installiert ist, führen Sie die folgenden Befehle aus:

    $ lspci
    $ sudo lshw -C Display
    $ nvidia-smi

    
    Abbildung 6: Ausgabe der lspci, lshwund nvidia-smi Befehle, nachdem der NVIDIA-Treiber installiert wurde