完全仮想化 (Fully Virtualized (FV)) ドライバでは、幅広く使用されている実在デバイスを擬似する仕組みであるため、 VM ゲスト 内でも既存のドライバを使用することができます。ゲストは ハードウエア仮想マシン (Hardware Virtual Machine; HVM) と呼ぶこともあります。 VM ホストサーバ 内の物理デバイスは擬似されているデバイスとは異なるため、ハイパーバイザはゲスト側からの全ての I/O 操作を物理デバイスに渡す際、それらを正しく処理しなければならないことを意味します。そのため、全ての I/O 操作はソフトウエア層にまで引き上げて処理を行うことになりますので、 I/O 性能がかなり落ちてしまうだけでなく、 CPU 側にも負荷がかかることになります。

準仮想化 (Paravirtualization (PV)) ではハイパーバイザと VM ゲスト の間で直接的な通信を行います。オーバーヘッドの少ない仕組みであることから、性能は完全仮想化に比べてずっと良好になります。しかしながら、準仮想化ではゲスト側のオペレーティングシステムを修正し、準仮想化 API に対応させるようにするか、準仮想化用のドライバを使用する必要があります。

この種類の仮想化では、 HVM (完全仮想化 をお読みください) でありながら、準仮想化 (PV) ドライバと PV による割り込みやタイマー処理を使用します。

VFIO は Virtual Function I/O の略で、 Linux 向けの新しいユーザレベルドライバのフレームワークです。従来の KVM PCI パススルー デバイス割り当てを置き換えるものです。 VFIO ドライバはユーザスペースに対して、メモリの機密を保持 ( IOMMU ) しながら、保護環境下で直接のデバイスアクセス機能を提供するものです。 VFIO を利用することで、 VM ゲスト は VM ホストサーバ 内のハードウエアデバイスに、性能面のクリティカルパスの擬似による性能劣化を引き起こすことなく、直接アクセスできるようになります。ただし、この方式はデバイスの共有には使用できません。各デバイスは単一の VM ゲスト にのみ割り当てることができます。また、 VFIO は VM ホストサーバ の CPU やチップセット、 BIOS/EFI でそれぞれ対応している必要があります。

従来型の KVM PCI デバイス割り当てと比較して、 VFIO には下記のような利点があります:

openSUSE Leap では、 USB と PCI のパススルーによるデバイスの割り当ては廃止予定とされ、 VFIO モデルで置き換えられています。

最新の I/O 仮想化技術で、 Single Root I/O Virtualization の略です。 SR-IOV では前述の技術の利点を組み合わせて作られています。性能を強化しているだけでなく、複数の VM ゲスト でデバイスを共有する機能を備えています。 SR-IOV では、リソースを複製して複数のデバイスとしてアクセスすることのできる、特殊な I/O デバイスが必要となります。この場合、それぞれの 「擬似」 デバイスは 1 台のゲストからアクセスすることになります。しかしながら、たとえばネットワークカードなどの場合、同時に使用することのできるキュー数は制限されているため、準仮想化に比べると VM ゲスト の性能が落ちる可能性があることになります。 VM ホストサーバ 側としては、 SR-IOV が I/O デバイス側と CPU 、チップセットと BIOS/EFI 、そしてハイパーバイザでそれぞれ対応していなければなりません。詳しい設定手順については、 13.12項 「VM ゲスト に対するホスト側の PCI デバイスの割り当て」 をお読みください。