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PVE 给虚拟机直通显卡/硬盘/网卡:IOMMU 开启到设备分离一次讲清

2026-09-02系统运维

想让 PVE 里的虚拟机独占一块物理显卡(N 卡/A 卡直通给 Windows 打游戏、跑 CUDA/炼丹)、或把整块硬盘、网卡直接给虚拟机用而不是虚拟化模拟,就要做 PCI 直通(PCI Passthrough)。核心一句话:让宿主机把设备让出来、交给 vfio 驱动接管,再由虚拟机独占。 分四步走,每步都有验证命令,照做基本能成。

第一步:开启 IOMMU(不开启后面全白搭)

IOMMU 是让虚拟机能"直接操作物理设备"的底层开关。改内核启动参数:

nano /etc/default/grub

找到 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT,Intel 平台加 intel_iommu=on,AMD 平台加 amd_iommu=on,都建议再带个 iommu=pt(性能更好):

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet intel_iommu=on iommu=pt"

保存后:

update-grub
reboot

重启后验证是否真的开了:

dmesg | grep -i -e DMAR -e IOMMU

能看到 IOMMU/DMAR 相关输出就成功了。看不到就先别往下走,先解决 IOMMU 没开的问题(有些 CPU/主板要在 BIOS 里开 VT-d/AMD-Vi)。

第二步:查设备 ID,让内核把它交给 vfio

先看要直通的设备在哪个地址、ID 是多少:

lspci -nn | grep -i -e vga -e nvidia -e radeon   # 显卡(和它的声卡)
lspci -nn | grep -i -e ethernet -e sata         # 网卡/硬盘控制器

记下类似 10de:xxxx / 1002:xxxx 这样的 vendor:device 号(显卡往往有 video 和 audio 两个设备,都要一起直通才完整)。

新建 /etc/modprobe.d/vfio.conf,让系统启动时把这几个设备交给 vfio-pci 驱动:

options vfio-pci ids=10de:xxxx,10de:yyyy     # 多个设备用逗号分隔
softdep nvidia pre: vfio-pci                  # 防止 N 卡驱动先抢走设备(A 卡同理 softdep radeon)

把 vfio、vfio-pci 写进 /etc/modules 让它开机自动加载:

echo -e 'vfio\nvfio-pci' >> /etc/modules

然后:

update-initramfs -u
reboot

重启后验证设备是否已被 vfio 接管:

lspci -nnk | grep -A3 -i vga

内核驱动那行显示 vfio-pci 就对了。如果还是 nvidia / amdgpu / nouveau,说明 softdep/黑名单没生效——把对应显卡驱动加进黑名单(/etc/modprobe.d/blacklist.conf 写 blacklist nouveau 之类)再 update-initramfs 重启。

第三步:在虚拟机里把设备加进去

  1. 虚拟机 → 硬件 → 先确认 Machine 选 q35(直通比 i440fx 稳,i440fx 对部分 PCIe 直通支持差)。
  2. 点"添加" → "PCI 设备",勾选你要直通的那块显卡/网卡。
  3. 勾上 PCI-Express(如果是 PCIe 设备),需要的话勾 Primary GPU(想让这卡作为虚拟机主显示输出时)。
  4. 开机,进虚拟机系统装驱动,就能看到整卡了。

第四步:Windows 虚拟机的特殊处理(N/A 卡直通的坑)

  • N 卡报 code 43:消费级 N 卡直通经常报这个错,最常见原因是没注入 GPU ROM。在虚拟机 PCI 设备的高级设置里勾选并指定 ROM 文件(从 --device vfio-pci 提取或网上找对应型号 ROM);或用 lspci -n 拿到设备号后在 VM 配置里加 args 注入。A 卡一般没这个毛病,相对省心。
  • 要接显示器/串流打游戏:直通后虚拟机用这块卡做显示输出,配合 RDP/串流(Moonlight/Sunshine)用。
  • 建议给 Windows 虚拟机单独配 virtio 虚拟网卡,别把宿主机管理用的物理网卡也直通了,否则宿主机可能失联。

几个必踩的坑(提前避开)

  • 宿主机管理网络建在要直通的网卡上:直通后宿主机就失去这块卡了,管理网络会断。宿主机管理口务必用另一块网卡/虚拟网桥。
  • 同一设备不能同时给宿主机和虚拟机:直通 = 整卡独占,直通后宿主机这边就看不到这块卡了。
  • IOMMU 分组:有些设备(尤其带多个功能的卡)被分在同一个 IOMMU group 里,必须整组一起直通。用 lspci 看分组,遇到拆不开的组就把组里设备都直通。
  • 笔记本双显卡:核显直通难度大、常和输出冲突,直通独显前先查你的平台有没有人成功过。
  • 直通是"物理独占",不是"共享"。想一台虚拟机同时多人用一块卡跑 AI 的,另考虑 vGPU/MIG,那是另一套玩法。

资源链接

  • Proxmox 官方 PCI 直通文档:https://pve.proxmox.com/wiki/PCI_Passthrough
  • PVE 论坛直通版(搜你显卡型号看别人怎么配的):https://forum.proxmox.com/
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