NVIDIA Optimus (简体中文)

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翻译状态:本文是 NVIDIA_Optimus翻译。上次翻译日期:2020-10-25。如果英文版本有所更改,则您可以帮助同步翻译。

NVIDIA Optimus 是一项允许英特尔(Intel)集成图形处理器(GPU)和英伟达(NVIDIA)独立图形处理器置入并通过一台笔记本电脑访问的技术。

可用方法

这里有几种可行的方法:

  • #仅使用英特尔显卡 - 能节约用电,因为此时英伟达图形处理器是完全关闭(不通电)的。
  • #仅使用英伟达显卡 - 能比英特尔显卡提供更强的性能表现,但是电量流失也更快(这对移动设备不太友好)。此方法和 optimus-manager 以及 nvidia-xrun 两者一样采用了相同的底层处理,所以在选用一种更自动化的方法之前,应该先利用这个方法来排除故障和验证一些常规功能。
  • 两者兼用 (在需要的时候使用英伟达图形处理器,其他时候关闭它以节省电量):
    • #使用 PRIME 渲染卸换(render offload) - 英伟达官方支持方法。
    • #使用 optimus-manager - 用一个简单的命令切换显卡(需要注销重新登录来生效)。这可实现需要时使用英伟达图形处理器达到最大性能,不用时则将后者关闭。
    • #使用 nvidia-xrun - 使用英伟达显卡在另外的 TTY 上运行单独的 X 会话。这可实现需要时使用英伟达图形处理器达到最大性能,不用时则将后者关闭。
    • #使用大黄蜂(Bumblebee) - 提供了与 Windows 下相似的功能,可以选择需要的程序使用英伟达显卡,而其他的程序则用英特尔显卡运行。不过大黄蜂有重大的性能问题。
    • #使用 nouveau - (与英伟达官方提供的专有驱动相比)提供的性能较差,而且可能导致睡眠和休眠问题。不适用于最新的英伟达图形处理器。
注意: 所有这些方法选择都是互斥的,如果测试了一种方法后又决定使用另一种方法,则必须确保在尝试另一种方法之前,还原通过遵循前一种方法所做的所有配置更改,否则可能会发生文件冲突和不定行为。

仅使用英特尔显卡

如果只考虑使用某一张显卡而不用切换的话,请检查电脑的 BIOS,那里应该有禁用某一显卡的选项。有些笔记本只允许禁用独立显卡,另一些则相反。但如果只想用两张显卡中的一张的话,还是值得去检查一下 BIOS 的。

如果 BIOS 不允许禁用掉英伟达显卡,那么可以从 Linux 内核本身禁用它。请参阅 Hybrid graphics#Fully Power Down Discrete GPU

在不切换渲染提供程序情况下使用 CUDA

您可以在不切换渲染到英伟达显卡的情况下使用 CUDA。所要做的就是确保在启动 CUDA 程序前英伟达显卡已经打开(通电),详情请参见 Hybrid graphics#Fully Power Down Discrete GPU

现在,当启动 CUDA 程序时,会自动加载必要的内核模块。在使用 CUDA 后要关闭英伟达显卡,请必须先将 nvidia 内核模块卸载:

# rmmod nvidia_uvm
# rmmod nvidia

仅使用英伟达显卡

专有的英伟达驱动可配置为主渲染提供程序。它也有明显的画面撕裂问题 —— 除非通过启动 DRM 内核模式设定 启用 PRIME Sync,更多信息请参见 [1]。专有驱动确实允许使用独立图形处理器,而且(截至 2017 年一月)它相比 nouveau 驱动有更明显的性能优势。

首先,安装 英伟达驱动和 xorg-xrandr 软件包。然后,配置 /etc/X11/xorg.conf.d/10-nvidia-drm-outputclass.conf,其中的选项将与软件包提供的 /usr/share/X11/xorg.conf.d/10-nvidia-drm-outputclass.conf 文件结合提供与此配置的兼容性。

注意: 在一些配置上,此配置会使英伟达驱动无法通过 EDID 文件自动探测显示参数值。解决方案可参考#分辨率和屏幕扫描错误。EDID errors in Xorg.log
/etc/X11/xorg.conf.d/10-nvidia-drm-outputclass.conf
Section "OutputClass"
    Identifier "intel"
    MatchDriver "i915"
    Driver "modesetting"
EndSection

Section "OutputClass"
    Identifier "nvidia"
    MatchDriver "nvidia-drm"
    Driver "nvidia"
    Option "AllowEmptyInitialConfiguration"
    Option "PrimaryGPU" "yes"
    ModulePath "/usr/lib/nvidia/xorg"
    ModulePath "/usr/lib/xorg/modules"
EndSection

接下来,请在 ~/.xinitrc 文件的开头处添加下列两行内容:

~/.xinitrc
xrandr --setprovideroutputsource modesetting NVIDIA-0
xrandr --auto

现在重启以加载驱动,X 服务器也应该启动了。

如果显示 DPI 不正确,请再添加下列一行:

xrandr --dpi 96

如果在启动 X 服务器时出现黑屏,请确保 ~/.xinitrc 文件中的两个 xrandr 命令后面没有“与(&)”符号。如果有“与(&)”号,窗口管理器似乎可以在 xrandr 命令执行完成前就运行了,从而导致了黑屏。

显示管理器

如果打算使用显示管理器 (Display Manager, DM),就不是使用 ~/.xinitrc 文件了,而是需要为显示管理器创建或编辑显示配置脚本。

LightDM

LightDM 显示管理器创建/编辑脚本:

/etc/lightdm/display_setup.sh
#!/bin/sh
xrandr --setprovideroutputsource modesetting NVIDIA-0
xrandr --auto

然后赋予脚本可执行权限:

# chmod +x /etc/lightdm/display_setup.sh

通过编辑 /etc/lightdm/lightdm.conf[Seat:*] 部分配置 LightDM 来运行这个脚本:

# nano /etc/lightdm/lightdm.conf
[Seat:*]
display-setup-script=/etc/lightdm/display_setup.sh

现在重启,然后显示管理器应该能启动了。

SDDM

SDDM 显示管理器创建/编辑脚本(SDDM 是 KDE 的默认显示管理器):

/usr/share/sddm/scripts/Xsetup
xrandr --setprovideroutputsource modesetting NVIDIA-0
xrandr --auto

GDM

要为 GDM 创建启动脚本,请创建两个新的 .desktop 文件,如下:

/usr/share/gdm/greeter/autostart/optimus.desktop
/etc/xdg/autostart/optimus.desktop
[Desktop Entry]
Type=Application
Name=Optimus
Exec=sh -c "xrandr --setprovideroutputsource modesetting NVIDIA-0; xrandr --auto"
NoDisplay=true
X-GNOME-Autostart-Phase=DisplayServer

并且请确保 GDM 使用 Xorg 作为后端

检查 3D 设置

可通过安装 mesa-demos 并运行以下命令来检查英伟达显卡是否被使用:

$ glxinfo | grep NVIDIA

更多信息

更多信息请参见英伟达官方网页上的这个主题文章 [2]

疑难解答

Tango-edit-clear.pngThis article or section needs language, wiki syntax or style improvements. See Help:Style for reference.Tango-edit-clear.png

Reason: If this is relevant only for #Use NVIDIA graphics only, it should be a subsection. Otherwise it should be the last section on the page. (Discuss in Talk:NVIDIA Optimus (简体中文)#)

垂直同步撕裂

xorg-server需要 1.19 或更高版本,linux内核需要4.5 或更高版本,nvidia需要370.23更高版本。还需要开启DRM kernel mode setting设置项以修复撕裂问题。

官方论坛查看详细信息:forum thread

Failed to initialize the NVIDIA GPU at PCI:1:0:0 (GPU fallen off the bus / RmInitAdapter failed!)

添加 rcutree.rcu_idle_gp_delay=1 到内核参数。原始话题见[3]

分辨率和屏幕扫描错误“EDID errors in Xorg.log”

这是由于NVIDIA的驱动程序没有检测显示器的EDID。你需要手动指定路径的EDID文件或以类似的方式提供相同的信息。

增加这些线路和变化部分反映你自己的系统:

/etc/X11/xorg.conf
Section "Device"
       	Option		"ConnectedMonitor" "CRT-0"
       	Option		"CustomEDID" "CRT-0:/sys/class/drm/card0-LVDS-1/edid"
	Option		"IgnoreEDID" "false"
	Option		"UseEDID" "true"
EndSection

如果xorg不会开始尝试更换所有CRT到DFB。显示器连接通过LVDS,card0是标识为英特尔卡。EDID二进制是这个目录。如果硬件配置不同,CustomEDID的值可能有所不同,但这已得到证实。不管怎样,路径都将从/sys/class/drm开始

或者你可以生成你的工具,如读取read-edid,将驱动点指向这个文件。也可以使用modelines,但是务必要修改 "UseEDID" 和 "IgnoreEDID"。

锁定问题(lspci 挂起)

问题:lspci挂起,系统暂停失败,关机时挂起,optirun挂起。多出现在新的笔记本电脑或使用了类似bbswitch GTX的965m时(例如bumblebee)以及nouveau的情况。

当独立显卡接通电源,可能出现这种情况,参见 (kernel bug 156341)。

具体解决方法参见 this issue。 你可以添加acpi_osi="!Windows 2015"acpi_osi=! acpi_osi="Windows 2009"Kernel parameters中。

笔记本电脑未发现屏幕/NVIDIA Optimus

检查$ lspci | grep VGA输入内容是否类似:

00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation Core Processor Integrated Graphics Controller (rev 02)
01:00.0 VGA compatible controller: nVidia Corporation Device 0df4 (rev a1)

NVIDIA驱动自319.12 Beta [4]起已经包含在内核(版本3.9级以上)中。

另一个解决方案是安装Intel驱动进行显示,如果需要运行3D软件,可以使用 Bumblebee (简体中文)来使用NVIDIA显卡。

使用可切换显卡

使用 PRIME 渲染卸换(render offload)

这是英伟达为支持可切换显卡提供的官方方法。

详情请参见 PRIME#PRIME render offload

使用 nouveau

要了解显卡切换相关内容,请参见 PRIME;要了解开源英伟达驱动相关内容,请参见 nouveau

使用大黄蜂(Bumblebee)

请参见 Bumblebee

使用 nvidia-xrun

请参见 nvidia-xrun

使用 optimus-manager

请参见 Optimus-manager 上游文档。其中包含了在 Arch Linux 系统上的安装和配置方法。