虚拟化显卡是指在虚拟化的环境中，对显卡或者图形处理功能的一种实现方式。这种需求通常在云计算、远程工作站以及远程桌面等应用场景中遇到。根据不同的技术方案和使用场景，虚拟化显卡可以分成不同的实现方式，下面介绍几种主要的方式：

1. 全虚拟化（Full Virtualization）：

全虚拟化是一种让虚拟机完全独立于宿主机硬件的工作模式，对于GPU虚拟化来说，这种方法需要创建完全模拟的GPU环境以欺骗操作系统认为自己正运行在一个真实的显卡上。全虚拟化GPU的优点在于兼容性极高，几乎可以支持所有图形应用程序；缺点是性能较差，因为每一步操作都会通过hypervisor层，导致大量的延迟。

2. 直通（Passthrough）：

有时也称直接分配，这种方法是把一块实体GPU的控制权限交给某一个单一的客户操作系统来独享使用，而不是多个虚拟环境共享这个GPU资源。此方法的好处在于接近真实GPU的性能输出；但其缺陷也很明显，首先是每个GPU直通只可能给单个VM使用（虽然现在也有通过VFIO将GPU虚拟化并允许在不同的VM之间切换使用的办法），再就是当该GPU出问题时整个系统都将无法正常使用显示。

3. 智能分隔（Partial Passthrough, IGP）：

这种方式是在物理设备基础上做进一步细分，例如通过集成显卡（iGPU）或者使用物理GPU的部分计算单元（CUDA或OpenCL核心）。通过这种方式，在同一个硬件平台上支持更多的并行工作流任务成为可能。

虚拟化显卡 第1张

4. 虚拟图形（vGPU或Grid技术）：

vGPU是一种通过专门驱动和技术使一个高性能物理GPU能被同时服务多个客户的技术。英伟达的GRID技术和NVIDIA虚拟化GPU产品正是这类的典型应用。虚拟化图形卡通常用来解决图形图像处理等高要求应用下的GPU计算问题。在这样的解决方案中，物理GPU会被切分成多个较小的部分或称为实例（vGPUs），它们能够独立运行，分配给了不同用户的空间与权限也彼此隔离。这种虚拟化方法可以显著改善用户体验，并且提高了资源共享效率。

总之虚拟化显卡的目标是为了更有效利用计算和图像处理资源的同时尽可能地提供最佳的使用体验和应用支持范围。选择哪种虚拟化策略要取决于实际的工作负载类型、用户数量以及所需的资源性能等多种因素。