虚拟机帧数过高虽然听起来像是性能过剩,但在实际应用场景中，这往往会导致硬件过热、画面撕裂以及旧游戏逻辑加速等严重问题，解决这一问题的核心上文归纳在于：必须根据虚拟机的显卡配置模式（无论是虚拟化显卡还是GPU直通），在宿主机、虚拟机软件层或客户机系统内，通过垂直同步、驱动程序限制或第三方帧数锁定工具，将输出帧率强制锁定在显示器刷新率或目标数值范围内，以实现性能与稳定性的平衡。
虚拟机帧数过高的成因与负面影响
在深入解决方案之前,我们需要明确为什么虚拟机帧数过高会成为一种困扰，通常情况下，用户追求高帧率以获得流畅体验，但在虚拟化环境中，帧率失控会带来特定的副作用。
硬件资源浪费与过热是主要问题，当虚拟机内的图形渲染不受限制时，物理GPU会以100%的负载全速运行，这不仅导致宿主机和虚拟机内部的风扇噪音剧增，产生大量热量，还会显著缩短笔记本电脑的电池寿命或导致台式机电源压力增大。画面撕裂现象会频繁出现，当虚拟机输出的帧数远超显示器的物理刷新率（如60Hz）时，显示器无法在同一时间内显示完整的两帧画面，导致画面出现水平错位，对于部分旧游戏或模拟器，其游戏逻辑往往与帧率绑定，过高的帧数会导致游戏运行速度异常加快，使得游戏完全无法进行操作。
虚拟机软件层面的配置策略
针对这一问题,第一步应检查虚拟机软件自身的图形设置，不同的虚拟化平台提供了不同的控制选项。
对于VMware Workstation或Player用户，虽然VMware没有直接的“限制最大帧数”选项，但其图形处理机制直接影响帧率，建议进入虚拟机设置，在“显示器”选项卡中，关闭“加速3D图形”如果不需要高性能，或者确保“主机监视器刷新率”选项被正确勾选，这有助于让虚拟机尝试同步宿主机的刷新率，编辑虚拟机的.vmx配置文件，加入mks.vmonlyEnable3DDriver = "TRUE"有时能改善渲染同步问题。
对于VirtualBox用户，管理更为直接，在虚拟机设置的“显示”->“屏幕”中，确保“图形控制器”设置为VBoxSVGA，在“显存”调整下方，有一个关键的“扩展特性”选项，虽然VirtualBox主要依赖客户机内的驱动，但确保宿主机的3D加速已正确安装是基础，在某些版本中，禁用“垂直同步”可以解决低帧率问题，但在帧率过高时，我们需要的是反向操作，即依赖客户机系统内的垂直同步来限制输出。
客户机系统与显卡驱动层面的限制
这是解决帧数过高最有效、最专业的层面，无论使用何种虚拟机软件，只要虚拟机能够识别显卡（无论是虚拟显卡还是直通显卡），都可以通过操作系统或驱动进行限制。
NVIDIA显卡控制面板是首选工具，在虚拟机内部安装NVIDIA驱动后，打开NVIDIA控制面板，导航至“管理3D设置”，找到“垂直同步”选项，将其设置为“开”，这是最简单的方法，强制显卡将帧率与显示器的刷新率同步，如果需要更精确的控制（例如锁定在30FPS或144FPS），可以寻找“最大帧率”选项（较新的驱动程序支持），将其设置为所需的数值，对于AMD显卡用户，可以在AMD Software: Adrenalin Edition中的“图形”选项卡里，调整“等待垂直刷新”策略，或者使用“帧率目标控制”来设定上限。
Windows系统设置也能起到辅助作用，在Windows 10或11系统中，进入“系统”->“显示”->“图形设置”，找到运行的应用程序，点击“选项”，将“图形性能偏好”设置为“省电”而非“高性能”，这会指示系统优先考虑能效而非无限制的帧率推高，有时能有效平抑帧数波动。
第三方专业工具与进阶解决方案
当系统自带的方法无法生效,或者需要更复杂的帧数生成曲线（如RTSS的扫描线同步）时，第三方工具是必不可少的。
RivaTuner Statistics Server (RTSS) 是目前业界公认最权威的帧数限制工具，它通常随MSI Afterburner安装，但也可以独立运行，在虚拟机内运行RTSS，添加应用程序配置文件，将“Framerate limit”设置为目标值（如60），RTSS通过在驱动层注入钩子，能够非常精准地控制帧生成时间，且兼容性极佳，几乎适用于所有DirectX和OpenGL程序，对于使用Linux作为客户机的用户，可以利用compton或picom合成器中的vsync选项，或者在游戏启动参数中加入__GL_SYNC_TO_VBLANK=1来强制NVIDIA驱动开启垂直同步。
独立见解：GPU直通环境下的帧数控制
在使用VFIO进行GPU直通的高性能虚拟机配置中,帧数过高问题尤为棘手，因为此时虚拟机直接独占了物理显卡，宿主机无法对其进行常规的显示输出控制，在这种情况下，必须将帧数限制的责任完全落实在客户机系统内部，一个常见的误区是试图在宿主机层面限制直通显卡的负载，这通常是无效的，专业的做法是在虚拟机启动脚本中，直接配置环境变量，或者确保虚拟机内的窗口管理器（如KDE Plasma或GNOME）开启了“强制全屏合成管线”或类似的帧率同步选项，对于直通显卡，BIOS中的Above 4G Decoding和Resizable BAR (Re-Bar) 设置也会影响帧率输出的稳定性，有时开启Re-Bar会导致帧数异常飙升，需要根据具体硬件情况权衡关闭。
相关问答
Q1：为什么开启垂直同步后，虚拟机内的游戏帧数依然很高且画面撕裂？
A1： 这种情况通常是因为全屏优化导致的，在Windows系统或NVIDIA控制面板中，全屏优化”未正确处理，垂直同步可能只在窗口化模式下生效，建议在NVIDIA控制面板中将该特定程序的“全屏模式”改为“禁用全屏优化”，或者尝试在游戏设置中将全屏改为“无边框窗口”模式，这样系统层面的垂直同步强制力会更强。
Q2：限制虚拟机帧数会影响其计算性能或造成输入延迟吗？
A2： 限制帧数的主要目的是消除多余渲染带来的资源浪费，将帧数限制在显示器刷新率（如60Hz）通常不会造成感知上的输入延迟，反而能消除画面撕裂，使视觉体验更连贯，但如果将帧数限制得过低（如30FPS），则确实会增加输入延迟，建议将帧率上限设置为与显示器刷新率一致，或略高于刷新率以获得最佳平衡。
希望以上方案能帮助您有效解决虚拟机帧数过高的问题,如果您在特定的虚拟机配置（如MacOS虚拟机或特定的Linux发行版）中遇到其他情况，欢迎在评论区分享您的配置细节，我们将为您提供更具针对性的调试建议。
