Wie kann man eine Grafikkarte in Hyper-V durchreichen?

1. Einführung in das Durchreichen einer Grafikkarte in Hyper-V
2. Technische Möglichkeiten und Einschränkungen von Hyper-V bei GPU-Passthrough
3. Voraussetzungen für das Durchreichen einer Grafikkarte mit Discrete Device Assignment
4. Einrichtung der Grafikkarten-Durchreichung in Hyper-V
5. Alternative Ansätze für GPU-Nutzung in Hyper-V
6. Fazit

Einführung in das Durchreichen einer Grafikkarte in Hyper-V

Das Durchreichen einer Grafikkarte, auch bekannt als GPU-Passthrough, ermöglicht es einer virtuellen Maschine (VM), direkt auf die Hardware-Grafikkarte des Host-Systems zuzugreifen. Dies ist besonders dann nützlich, wenn die VM grafikintensive Anwendungen ausführen soll, die eine dedizierte Grafikkarte benötigen, wie beispielsweise 3D-Rendering oder Spiele. Hyper-V, der Virtualisierungsdienst von Microsoft, bietet grundsätzlich sehr gute Virtualisierungsfunktionen, aber die direkte Durchleitung von physischen PCIe-Geräten wie Grafikkarten an eine VM ist nicht ohne Weiteres möglich.

Technische Möglichkeiten und Einschränkungen von Hyper-V bei GPU-Passthrough

Im Gegensatz zu anderen Virtualisierungslösungen wie beispielsweise VMware ESXi oder KVM, die auf IOMMU (Input-Output Memory Management Unit) basierende Techniken wie PCI-Passthrough unterstützen, stellt Hyper-V diese Funktion nur eingeschränkt zur Verfügung. Die native Funktion in Hyper-V heißt "Discrete Device Assignment" (DDA). Dabei wird eine physische PCIe-Hardwarekomponente direkt der VM zugewiesen. Doch DDA erfordert spezielle Voraussetzungen bezüglich der Hardware und des Betriebssystems. Nicht alle Grafikkarten oder Treiber sind damit kompatibel, und die Einrichtung ist technisch anspruchsvoll.

Voraussetzungen für das Durchreichen einer Grafikkarte mit Discrete Device Assignment

Um eine Grafikkarte via DDA an eine Hyper-V VM durchzureichen, muss zuerst geprüft werden, ob die Hardware diese Funktion unterstützt. Die wichtigsten Voraussetzungen umfassen einen Prozessor und ein Mainboard mit Unterstützung für VT-d (Intel) oder AMD-Vi (AMD), sowie eine kompatible Grafikkarte, die sich für das Passthrough eignet. Außerdem muss der Host auf Windows Server 2016 oder neuer beziehungsweise Windows 10/11 Professional oder Enterprise mit aktiviertem Hyper-V laufen. Auf Seiten des Gastsystems sollte eine passende Treiberversion für die native Nutzung der eingesetzten GPU existieren.

Einrichtung der Grafikkarten-Durchreichung in Hyper-V

Die Einrichtung erfolgt über die PowerShell und nicht über die Hyper-V Manager GUI. Zunächst identifiziert man die Hardware-ID der Grafikkarte, dann trennt man sie vom Host-Betriebssystem (das Gerät wird deaktiviert) und weist sie der VM zu. Dabei wird das Gerät in den sogenannten Dismounted-Zustand versetzt. Danach wird die VM konfiguriert, um auf die zugewiesene Grafik-Hardware zuzugreifen. Dieser Prozess erfordert oft mehrere Neustarts und kann abhängig von der Hardware und den eingesetzten Treibern komplex werden. Es ist auch wichtig, vor der Durchführung ein Backup anzufertigen, da Fehlkonfigurationen zur Instabilität des Hostsystems führen können.

Alternative Ansätze für GPU-Nutzung in Hyper-V

Sollte Discrete Device Assignment für die gewünschte Grafikkarte nicht möglich sein, existieren Alternativen, die zwar weniger performant sind, aber den Zugriff auf GPU-Ressourcen erleichtern. Hyper-V bietet beispielsweise die Möglichkeit, "RemoteFX" oder "GPU-Partitionierung" (GPU-Presented Device, vGPU) für bestimmte GPUs zu nutzen, um grafische Beschleunigung zu ermöglichen. RemoteFX ist allerdings in neueren Windows-Versionen deaktiviert beziehungsweise veraltet. Die GPU-Partitionierung setzt spezielle Hardware voraus und ist meist für datenzentrierte Serveranwendungen konzipiert, nicht für Gaming oder 3D-Workloads.

Fazit

Das Durchreichen einer Grafikkarte in Hyper-V ist technisch möglich, vorausgesetzt, die Hardware und der Software-Stack erfüllen die strengen Anforderungen von Discrete Device Assignment. Die Einrichtung ist technisch anspruchsvoll und für viele Szenarien eher für professionelle Umgebungen geeignet. Für Anwender, die virtuelle Maschinen mit starker Grafikleistung benötigen, sollten Alternativen prüfen, etwa andere Hypervisoren mit umfassenderem PCI-Passthrough-Support oder Cloud-Dienste, die GPU-Ressourcen bereitstellen. Wer dennoch Hyper-V nutzen möchte, sollte sich ausführlich mit DDA vertraut machen und experimentelle Tests in einer gesicherten Umgebung durchführen.