随着计算机能力的不断增强,资源的利用率、安全性、可靠性方面的诸多优点使得虚拟化技术最近又成为了学术界和工业界的热门话题。虚拟化技术在企业级应用中已经获得了很大的成功,但是在桌面系统上却由于受到用户应用模式的限制而发展相对缓慢,这种限制很大程度上缘自虚拟化系统相对较低的图形处理能力。目前主流的支持完全虚拟化的虚拟机监控器,比如Xen、KVM、VMWare等,都使用纯软件模拟的方式进行硬件设备的虚拟化,这些系统并没有能够给虚拟化系统的图形处理能力带来质的飞跃。本文介绍了基于显卡直接分配的虚拟机图形加速系统Gracias的设计与实现,主要思路是把显卡直接分配给某一台完全虚拟化的虚拟机使用。这样,虚拟机中显卡的设备驱动程序对于显卡的使用和访问操作就不会被虚拟机监控器所拦截,也不用通过软件模拟的方式来处理这些访问请求,而是直接交给真实的硬件去完成。这使得对图形处理要求很高的程序在虚拟机中可以获得比普通虚拟化方法高很多的性能提升。Gracias系统通过显卡直接分配技术大幅提升了虚拟化系统的图形处理能力,突破了传统虚拟化技术在桌面应用上的瓶颈,并由此提供了一种“一机双用”的新型用户应用模式。