SR-IOVとは？

SR-IOV（Single Root I/O Virtualization）は、PCI Express（PCIe）の規格として標準化されたI/O仮想化技術です。通常の仮想化環境では仮想マシン（VM）のI/O処理がハイパーバイザーのソフトウェアスタックを経由するため、レイテンシの増加やCPU負荷の増大が課題となります。SR-IOVはこの課題を解消するために設計されています。

SR-IOVには2種類の機能単位があります。

• PF（Physical Function）: 物理デバイス全体を管理する主機能。ホストOSやハイパーバイザーが使用する。
• VF（Virtual Function）: PFから分割された軽量な仮想機能。各VMに直接割り当てられ、データ転送を担う。

各VMにVFを割り当てることで、VMはハイパーバイザーを介さずにハードウェアへ直接アクセスできます。これによりネットワーク処理のレイテンシが大幅に削減され、スループットが向上します。また、VM間のI/Oが物理的に分離されるためセキュリティ面でも有利です。

SR-IOVを利用するには、NICなどのデバイスがこの規格に対応していること、ホストOSとハイパーバイザーのサポート、そしてBIOSでIOMMU（VT-d/AMD-Vi）を有効にすることが前提条件です。KVM・VMware ESXiなど主要なハイパーバイザーで対応しており、クラウドデータセンターや高性能コンピューティング（HPC）環境で広く採用されています。