Intel VT-d（インテルブイティーディー）
Intel 2007年策定のVirtualization Technology for Directed I/O。IOMMU 機能でDevice→VM 直接割当+PCI Passthrough+GPU Passthrough KVM/Hyper-V/ESXi基盤。
概要
Intel VT-d (Virtualization Technology for Directed I/O) は Intel が2007年策定したXeon + 高位 Core i CPU 向け仮想化機能。IOMMU (Input-Output Memory Management Unit) 機能を提供し、PCI Express デバイス (NIC・GPU・USB・SAS HBA 等) を VM に直接割り当てる PCI Passthrough を実現。VM が物理デバイスを直接操作できるため、ハイパバイザ介在のオーバヘッドなしで native 性能を発揮可能。VT-x (CPU仮想化・2005年) と並ぶ Intel 仮想化技術の二大柱で、データセンタ + 自作PC ホビーユースまで広範に活用される。主な用途は: GPU Passthrough (Linux 上の Windows VM で 3Dゲーム実行・FPGA Passthrough・SAS RAID HBA Passthrough・USB controller Passthrough等。KVM/QEMU・VMware ESXi・Microsoft Hyper-V・Xen Server 等の全主要ハイパバイザで標準対応。Intel Xeon X5570 (Nehalem-EP・2009年) で初対応、現代の Xeon 6900P (Granite Rapids・2024年) ・Core Ultra 9 285K (Arrow Lake・2024年) まで全継続サポート。
主な特徴・仕組み
- 発表: Intel・2007年 (VT-d 仕様策定)・2009年 Xeon X5570 で初実装
- 方式: IOMMU - PCI デバイス DMA を仮想アドレス空間に変換+保護
- 対応 CPU: Xeon 全世代 + Core i (一部) + Core Ultra
- PCI Passthrough: PCI デバイスを VM に専用割当・ホスト OS から見えなくなる
- GPU Passthrough: Linux KVM 上で Windows VM が NVIDIA RTX 等 GPU 直接利用
- DMA Remapping: Hardware による DMA アドレス変換+保護
- Interrupt Remapping: 物理割込を仮想割込に変換
- 対応ハイパバイザ: KVM/QEMU・VMware ESXi 4.0+・Hyper-V 2008 R2+・Xen 4.0+
- BIOS 設定: 多くの場合 BIOS で VT-d を Enable にする必要あり
- Linux 対応: 2008年 Linux 2.6.27+ で intel_iommu=on で有効化
- Windows 対応: Windows Server 2008 R2 + Hyper-V から PCI Passthrough 対応
- 後継/拡張: VT-d2 (2010・SR-IOV 連携)・VT-d3 (2018・PASID 対応)
スペック比較表
| 機能 | 対応開始 | 主な用途 |
|---|---|---|
| VT-d 1.0 | 2007策定 | PCI Passthrough 基本 |
| VT-d 1.0 (Xeon 実装) | 2009 (Nehalem-EP) | データセンタ仮想化 |
| VT-d 2.0 (Posted Interrupt) | 2010 | SR-IOV+割込効率化 |
| VT-d 3.0 (PASID) | 2018 | Process ASID 連携 |
| VT-d 4.0 (Sapphire Rapids) | 2023 | DDIO+CXL 統合 |
具体例・対応製品
- Intel Xeon X5570 (2009/3): VT-d 初対応 Nehalem-EP
- Intel Core i7 990X (2011/2): コンシューマ初対応 (X58 マザーボード)
- Intel Xeon E5-2680 v3 (2014): 仮想化主流期 Haswell-EP
- Intel Xeon Scalable Sapphire Rapids 8480+ (2023): VT-d 4.0 + CXL 1.1 対応
- Intel Core Ultra 9 285K (2024/10): コンシューマ最新・VT-d 標準
自作PCでの選び方・注意点
Intel VT-d は2026年現在 多くの Intel CPU + マザーボード で標準対応しており、自作 PC ユーザでも GPU Passthrough を活用できる。Linux ホスト + KVM/QEMU + Windows VM + RTX 4090 GPU Passthrough 構成で Linux 上での Windows ゲーム VM 実行が可能 (例: Looking Glass + Scream Audio + RTX 4090 Passthrough = 同一 PC で Linux + Windows ゲーミング)。注意点として、コンシューマ Core i K SKU + Z シリーズマザーボードでは VT-d 対応だが、安い B660/H670/H770 マザーボードでは BIOS で VT-d 設定がない場合があるため購入前要確認。ASUS ROG/MSI MEG/Gigabyte Aorus 等の高位マザーボードは確実に VT-d 対応。AMD ユーザは AMD-V + AMD-Vi (IOMMU) で同等機能。Linux KVM の主要用途: Windows ゲーム VM + 業務 Linux ホスト + Mac OSX VM (Hackintosh)・ESXi 8.0 商用環境ではエンタープライズ Xeon + VT-d 必須。
関連用語との違い
- Intel VT-x: CPU 仮想化・VT-d は I/O 仮想化・両者併用で完全な仮想環境構築。
- Intel VT-c: NIC 仮想化 (SR-IOV/VMDq)・VT-d を前提・データセンタ用。
- AMD-Vi (IOMMU): AMD 同等機能・Ryzen 全シリーズ + EPYC で動作・互換性あり。
よくある質問（FAQ）
Q1: VT-x と VT-d の違い？ A: VT-x (2005) は CPU 仮想化 (VMM 動作の基本)・VT-d (2007) は I/O デバイス仮想化 (PCI Passthrough)。両者は補完的で完全な仮想環境構築には併用必須。
Q2: GPU Passthrough する方法は？ A: Linux KVM + QEMU + libvirt + VFIO ドライバ + VT-d 有効化BIOS の組合せ。NVIDIA RTX 4090 を Linux ホストから Windows VM へ Passthrough して native 性能を発揮可能。
Q3: VT-d 対応 マザーボードは？ A: Intel Z490/Z590/Z690/Z790/Z890 等の Z シリーズが確実。B660/B760/B860 等のミドル B シリーズは BIOS 設定有無で対応可否異なる・購入前要確認。