Linus Torvalds 在内核邮件列表上宣布释出 Linux 4.10。Linux 4.10 的主要特性包括：加入了 GPU虚拟化方案 Intel GVT-g for KVM (a.k.a. KVMGT)的支持； 【参见 http://www.solidot.org/story?sid=51408】

A Full GPU Virtualization Solution with Mediated Pass-Through

KVMGT: a Full GPU Virtualization Solution

GPU 虚拟化起步比CPU虚拟化要晚，也更复杂，Intel 将其虚拟化方案开源，并在ATC‘14 发表了论文， 当时也有一篇NVIDIA的GPU虚拟化论文GPUvm。我们实验室和Intel 合作在ATC’15 和 ATC‘16 发表了GPU虚拟化方案的改进，对整个方案也比较了解，下面简单讲述一下。

目前在虚拟化环境下使用GPU资源主要有四种途径：设备模拟、API转发、设备直通访问和全虚拟化。

1. 设备模拟直接将设备分配给指定的虚拟机。采用类似于CPU虚拟化中二进制转换方法进行模拟。但相对于CPU，GPU的特性复杂，不同的设备提供商之间的GPU规格区别很大，GPU的资源很难被拆分，模拟的效率低。因此，典型的QEMU软件仅模拟了VGA设备的基本功能，它通过一个半虚拟化的图像缓冲区来加速特定的2D图像访问，不符合高效、共享的虚拟化要求。

2. API转发将图形指令如OpenGL从客户虚拟机转发到虚拟机监视器VMM中，实现虚拟化环境下GPU的共享。该方法目前被广泛应用在VMWare和VirutalBox等软件中。基于Chromium的VMGL和Oracle的VirtualBox，采用定制过的OpenGL库来替换原有的OpenGL库，将虚拟机中的OpenGL指令转发到虚拟机监视器中去执行。针对GPU运用于通用计算(GPGPU)，rCUDA、 vCUDA和gVirtuS、都采用转发CUDA和OpenGL的指令来解决虚拟化环境下运行GPU通用计算程序的问题。然而API转发受限于平台，例如Windows采用的接口是DirectX，不兼容于OpenGL或CUDA。因此，一个Linux主机就不能执行Windows客户机转发过来的DirectX 命令。同时由于API转发引起大量的上下文切换，性能损失较大。

3. 设备直通访问将物理GPU指定给虚拟机独占访问。 上述API转发提供了优秀的GPU共享能力，但性能低。设备直通访问则相反，通过独占使用，提供了优异的性能，例如，基于Intel的VT-d技术，通过翻译DMA访问的内存地址的方法让GPU分配给一个虚拟机使用，能够达到与原生物理GPU相近的性能，但牺牲了共享。

4. GPU全虚拟化允许虚拟机直接访问对性能敏感的资源(如GPU访问显存)，基本解决直通和共享的矛盾，类似于IO虚拟化的SR-IOV技术，通过影子页表隔离每个虚拟GPU的访问空间，从而大多数的命令执行会不受虚拟机监控器的干预，因此虚拟GPU就可以获得接近非虚拟化情况下的性能。

由于GPU结构复杂，技术限制多，直到2014年才提出了两种针对主流GPU平台的硬件辅助的全虚拟化方案：基于英伟达GPU的GPUvm和基于英特尔GPU的gVirt。GPUvm支持全虚拟化，也支持半虚拟化。在全虚拟化模式下运行开销比较高。gVirt是第一个针对英特尔平台的GPU全虚拟化开源方案，为每个虚拟机都提供了一个虚拟的GPU，并且不需要更改虚拟机的原生驱动。

这次发布的内核也是基于以前的成果，内核正式支持后，今后GPU虚拟化使用就比较方便了，通过统一的架构，例如VFIO，可以将目前常见的GPU虚拟化后进行高效管理，接下来也类似CPU，重点需要解决GPU虚拟化的高可用，例如checkpoint和在线迁移，便于和其他虚拟化资源统一进行管理。