Proxmox GPU, USB et PCI Passthrough : le guide complet IOMMU / VFIO

Le hardware passthrough : donner un accès direct au matériel

Par défaut, Proxmox virtualise le matériel : chaque VM reçoit des périphériques émulés (carte réseau virtio, GPU virtuel, contrôleur SCSI virtuel). C'est suffisant pour la plupart des workloads — mais pas pour tous.

Le hardware passthrough (ou PCI passthrough) permet d'attribuer un périphérique physique directement à une VM, en contournant l'émulation. La VM voit le matériel comme si elle tournait en bare-metal, avec les drivers natifs et les performances natives.

Les cas d'usage sont nombreux : GPU passthrough pour le gaming, le calcul IA/ML ou le VDI, USB passthrough pour les dongles domotique (Zigbee, Z-Wave) ou les clés de licence, PCI passthrough pour les cartes réseau hautes performances, les contrôleurs RAID ou les cartes d'acquisition.

Prérequis matériels et BIOS

Le passthrough ne fonctionne pas sur n'importe quel matériel. Voici ce qu'il faut vérifier avant de commencer :

Configuration IOMMU étape par étape

La première étape, commune à tout type de passthrough (GPU, USB, PCI), est d'activer IOMMU au niveau du kernel Linux de l'hôte Proxmox.

Étape 1 : Paramètres du bootloader

Le paramètre iommu=pt (passthrough mode) indique au kernel de ne pas traduire les adresses DMA pour les périphériques du host — ce qui améliore les performances réseau et disque de l'hôte tout en activant IOMMU pour les VM.

Étape 2 : Charger les modules VFIO

Le principe : on blackliste les drivers GPU du host pour que le GPU ne soit pas initialisé au boot, puis on le réserve via VFIO pour qu'il soit disponible exclusivement pour le passthrough aux VM.

Étape 3 : Vérifier l'IOMMU

# Vérifier que IOMMU est actif
dmesg | grep -e DMAR -e IOMMU
# Doit afficher : "DMAR: IOMMU enabled" ou "AMD-Vi: IOMMU enabled"

# Lister les groupes IOMMU et leurs périphériques
find /sys/kernel/iommu_groups/ -type l | sort -V

# Script pratique pour visualiser les groupes :
for g in $(find /sys/kernel/iommu_groups/* -maxdepth 0 -type d | sort -V); do
  echo "IOMMU Group $(basename $g):"
  for d in $g/devices/*; do
    echo -e "\t$(lspci -nns $(basename $d))"
  done
done

GPU Passthrough : NVIDIA et AMD

Le GPU passthrough est le cas d'usage le plus recherché. Il permet d'obtenir des performances graphiques natives dans une VM — gaming, rendu 3D, transcodage vidéo, calcul IA/ML (CUDA, ROCm).

Configuration de la VM pour GPU passthrough

# Créer une VM avec UEFI (OVMF) — obligatoire pour le GPU passthrough
qm create 100 --name gpu-vm --memory 16384 --cores 8 \
  --bios ovmf --efidisk0 local-lvm:1,format=raw,efitype=4m,pre-enrolled-keys=1 \
  --machine q35 --cpu host,hidden=1 \
  --net0 virtio,bridge=vmbr0

# Attacher le GPU (remplacer 01:00 par l'adresse PCI réelle)
qm set 100 --hostpci0 01:00,pcie=1,rombar=1,x-vga=1

# Pour NVIDIA (éviter l'erreur code 43) :
qm set 100 --args '-cpu host,kvm=off'

# Attacher le GPU + audio du même groupe IOMMU :
# qm set 100 --hostpci0 01:00,pcie=1,rombar=1,x-vga=1

USB Passthrough

Le USB passthrough est plus simple que le GPU passthrough et supporte le hot-plug — on peut attacher et détacher des périphériques USB à une VM en cours d'exécution.

PCI Passthrough générique

Au-delà du GPU et de l'USB, tout périphérique PCI/PCIe peut être passé à une VM. Les cas d'usage les plus courants :

vGPU et SR-IOV : partager un GPU entre VM

Le passthrough classique attribue un GPU entier à une seule VM. Pour partager un GPU entre plusieurs VM, deux technologies existent :

Troubleshooting : problèmes courants

Limitations et compromis

Notre approche chez RDEM Systems

Chez RDEM Systems, nous utilisons le passthrough de manière ciblée :

Pour un deploiement cle en main, decouvrez nos offres de serveur dedie Proxmox avec passthrough GPU : nous configurons IOMMU, VFIO et les drivers pour vos workloads specialises.

Bonnes pratiques

Questions fréquentes

Documentation officielle

Pour approfondir les concepts abordés dans cet article :

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