Você não pode permitir acesso total ao hardware sem arriscar problemas de contenção. Alguns virtualizadores permitirão acesso limitado ao seu hardware (como dispositivos USB), mas mesmo assim, quando algo os usa, eles tendem a se prender ao recurso (da mesma forma quando um aplicativo está usando sua webcam, outros programas não podem usar o webcam até que o primeiro programa o libere.)
A virtualização também sempre introduzirá alguma sobrecarga.
Se você quiser acesso total ao hardware, precisará configurar vários sistemas operacionais com um gerenciador de inicialização. Alternativamente, você pode obter PCs de baixo custo para executar vários sistemas operacionais de uma só vez. Caso contrário, você terá que ter hardware virtualizado no sistema.