如何使用虚拟机硬件直通？

硬件直通是一种虚拟化技术，它允许虚拟机直接访问宿主机上的物理硬件设备，而不是通过虚拟化层进行仿真。这样，虚拟机可以直接控制硬件，从而获得更高的性能和更低的延迟，常见场景包括但不限于：

显卡直通：支持物理显示器输出，提升图形处理性能；
声卡直通：实现音响或耳机的高质量音频输出；
USB设备直通：便于读取USB存储设备或连接其他USB设备；
网卡直通：满足网络加速和复杂的家庭组网需求。

【硬件直通的风险和限制】

硬件直通可能带来一定风险和限制，错误配置可能导致设备冲突或系统崩溃。在操作前，请充分了解以下风险，包括且不限于：

存储直通风险：错误直通SATA、NVMe或USB存储设备可能损坏宿主机上的数据，且不可逆，请务必提前备份；

网卡直通风险：请确保宿主机保留可用网卡，否则可能导致宿主机网络中断，造成不可访问的情况；

显卡直通风险：直通显卡成功率并不高，且有可能造成宿主机崩溃，需谨慎操作。

不建议非专业用户尝试硬件直通操作。如需操作，请做好保障准备，包括且不限于提前备份重要数据、停止依赖对应硬件的服务、稳定前避免勾选虚拟机开机自启动。

【硬件直通的复杂性和成功率】

直通 PCI 设备有一定的前置工作，用户需自行执行以下直通配置步骤，包括且不限于：

在宿主机的 BIOS 设置中启用 VT-x（Intel）/ AMD-V（AMD）及 IOMMU（Intel VT-d / AMD-Vi）等硬件虚拟化支持

在宿主机的 GRUB 配置中声明开启 IOMMU, 更新 GRUB 配置，重启并验证

在宿主机配置禁止所直通设备的驱动加载，以避免宿主机竞争设备资源，包括但不限于 vfio, blacklist 等模块

在宿主机为设备分配合适的 IOMMU 分组，确保资源隔离性

同时能否直通成功取决于多个因素，一般失败的原因包括但不限于：

硬件兼容性：部分老旧或不兼容的设备可能无法进行直通

系统兼容性：虚拟机上运行的操作系统或版本可能不完全支持硬件直通

资源竞争：宿主机和虚拟机之间存在对应设备的资源竞争，可能导致宿主机或虚拟机崩溃

驱动兼容性：硬件设备的驱动程序无法在虚拟机中正确工作，导致直通成功但无法使用

相比之下，直通 USB 设备虽然没有前置工作，但仍需谨慎操作，避免损坏 USB 存储设备中的数据。