PRIME
PRIME 是一种用于管理最新一些台式机和笔记本电脑上的混合图形的技术(NVIDIA 的 Optimus,Radeon 的 AMD 动态可切换图形)。 PRIME GPU 分载(offloading)和反向 PRIME(reverse PRIME)是在 Linux 内核中支持无复用混合显示的尝试。
PRIME GPU 分载[编辑 | 编辑源代码]
大家希望在更强大的显卡上渲染应用程序,并将结果发送到连接了显示器的显卡。
命令 xrandr --setprovideroffloadsink provider sink
可用于让渲染分载提供程序(offload provider)将其输出发送到接收端(sink)提供程序(也就是连接了显示器的提供程序)。提供程序和接收端标识符可以是数字(0x7d、0x56)或区分大小写的名称(Intel、radeon)。
xf86-video-*
或内置模式设置驱动程序时,不再需要此设置,因为它们默认启用 DRI3,因此会自动地这样设置。不过,再次显式设置它们一次也不会有什么害处。样例:
$ xrandr --setprovideroffloadsink radeon Intel
命令中的提供程序也可以用序号代替名字:
$ xrandr --setprovideroffloadsink 1 0
对于开源程序 - PRIME[编辑 | 编辑源代码]
要将独立显卡用于最需要它的应用程序(例如游戏、3D 建模器...),要在程序的启动命令前面加上环境变量 DRI_PRIME=1
:
$ DRI_PRIME=1 glxinfo | grep "OpenGL renderer"
OpenGL renderer string: Gallium 0.4 on AMD TURKS
/sys/bus/pci/devices/
,但前缀为 pci-
并将分号和点替换为下划线,例如 DRI_PRIME=pci-0000_01_00_0
。其他应用程序仍将使用功耗较低的集成显卡。一旦 X 服务器重新启动,这些设置就会丢失,可能需要制作一个脚本并在桌面环境启动时自动运行(或者,将其放在 /etc/X11/xinit/xinitrc.d/
目录下面). 不过,这样可能会缩短电池寿命并增加热量。
更多信息可以参考 Gentoo:AMDGPU#Test, if a discrete graphics card is in use。
为了让 DRI_PRIME
在 Vulkan 应用程序上工作,需要安装 vulkan-mesa-layers包,以及用于 32 位应用程序的 lib32-vulkan-mesa-layers包。
PRIME 渲染分载[编辑 | 编辑源代码]
NVIDIA 驱动程序从版本 435.17 开始支持这个方案。iGPU 驱动程序 xf86-video-amdgpu包 (450.57) 和 xf86-video-intel包 (455.38) 官方支持模式设置(modesetting)。
要在 NVIDIA 显卡上运行程序,您可以使用 nvidia-prime包 软件包提供的 prime-run
脚本:
$ prime-run glxinfo | grep "OpenGL renderer" $ prime-run vulkaninfo
PCI-Express Runtime D3 (RTD3) 电源管理[编辑 | 编辑源代码]
开源驱动程序[编辑 | 编辑源代码]
在不和 PRIME 分载或反向 PRIME 一起使用的时候,内核 PCI 电源管理就会关闭 GPU。
内核级显示模式设置、xf86-video-amdgpu包、xf86-video-intel包、xf86-video-nouveau包 驱动程序都支持这个功能。
以下命令可用于检查每个 GPU 的当前电源状态:
$ cat /sys/class/drm/card*/device/power_state
NVIDIA[编辑 | 编辑源代码]
对于在 Intel Coffee Lake 或更高版本 CPU 以及某些 Ryzen CPU(如 5800H)平台上运行的图灵显卡,可以在不使用的时候完全关闭 GPU。
需要以下 udev 规则,如 NVIDIA 所建议的:
/etc/udev/rules.d/80-nvidia-pm.rules
# Enable runtime PM for NVIDIA VGA/3D controller devices on driver bind ACTION=="bind", SUBSYSTEM=="pci", ATTR{vendor}=="0x10de", ATTR{class}=="0x030000", TEST=="power/control", ATTR{power/control}="auto" ACTION=="bind", SUBSYSTEM=="pci", ATTR{vendor}=="0x10de", ATTR{class}=="0x030200", TEST=="power/control", ATTR{power/control}="auto" # Disable runtime PM for NVIDIA VGA/3D controller devices on driver unbind ACTION=="unbind", SUBSYSTEM=="pci", ATTR{vendor}=="0x10de", ATTR{class}=="0x030000", TEST=="power/control", ATTR{power/control}="on" ACTION=="unbind", SUBSYSTEM=="pci", ATTR{vendor}=="0x10de", ATTR{class}=="0x030200", TEST=="power/control", ATTR{power/control}="on"
一些用户还报告以下附加行也是必要的:
/etc/udev/rules.d/80-nvidia-pm.rules
# Enable runtime PM for NVIDIA VGA/3D controller devices on adding device ACTION=="add", SUBSYSTEM=="pci", ATTR{vendor}=="0x10de", ATTR{class}=="0x030000", TEST=="power/control", ATTR{power/control}="auto" ACTION=="add", SUBSYSTEM=="pci", ATTR{vendor}=="0x10de", ATTR{class}=="0x030200", TEST=="power/control", ATTR{power/control}="auto"
同时设置以下内核参数#设置内核模块选项:
/etc/modprobe.d/nvidia-pm.conf
options nvidia "NVreg_DynamicPowerManagement=0x02"
或者,您可以安装 nvidia-prime-rtd3pmAUR,它提供了这两个配置文件。
在设置好 udev 规则和内核参数#设置内核模块选项 后,您需要重新启动笔记本电脑。
要检查 NVIDIA GPU 是否已关闭,可以使用以下命令:
$ cat /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/power/runtime_status
您将看到 suspended
或 running
,如果显示 suspended
,则 GPU 已关闭。现在功耗将为 0 瓦,从而延长电池寿命。
在某些情况下,例如 NVIDIA RTX A1000,可能不会列出上述任何选项,而是显示 active
。这并不一定意味着 GPU 处于 running
状态。在这种情况下,您可以使用以下命令检查状态:
$ cat /sys/bus/pci/devices/0000:01:00.0/power/runtime_suspended_time
当 GPU 处于 suspended
状态时,每次运行该命令时计数器都会递增。当 GPU 的状态变为 running
时,它将停止递增。
如果您注意到 runtime_suspended_time
没有递增,您可以使用以下命令检查您的 D3 状态。
$ cat /proc/driver/nvidia/gpus/0000:01:00.0/power
如果它显示 Runtime D3 status: Not supported
,您可能需要按照 此论坛帖子 中的步骤禁用它。 一位用户指出 禁用 GpuFirmware
仅适用于闭源驱动程序,不适用于 nvidia-open包。
我们还需要启用nvidia-persistenced.service
服务以避免内核在 NVIDIA 设备资源不再使用时清空设备状态。 [3]
配置应用程序使用 GPU 渲染[编辑 | 编辑源代码]
即使没有启用动态电源管理,应用程序的渲染分载也要启用[4]。
要在运行应用程序时渲染分载到 NVIDIA GPU 并启用动态电源管理,要添加以下内容。[5]
__NV_PRIME_RENDER_OFFLOAD=1 __GLX_VENDOR_LIBRARY_NAME=nvidia command
在 Steam 游戏上使用时, 启动命令行选项可以设置为:
__NV_PRIME_RENDER_OFFLOAD=1 __GLX_VENDOR_LIBRARY_NAME=nvidia %command%
GNOME 集成[编辑 | 编辑源代码]
使用 GNOME 集成需要安装 switcheroo-control包和启用 switcheroo-control.service
。
GNOME将尊重桌面项中的PrefersNonDefaultGPU
属性。或者也可以通过右键单击图标并选择Launch using Discrete Graphics Card来使用GPU 启动应用程序。
故障排除[编辑 | 编辑源代码]
如果安装了bumblebee包,则需要将其删除,因为它将 nvida_drm
列入黑名单,该驱动程序由 X 服务器加载 NVIDIA 驱动程序来实现渲染分载。
PRIME 同步[编辑 | 编辑源代码]
当使用PRIME时,主GPU渲染屏幕内容/应用程序,并将其传递给备用GPU进行显示。参考an NVIDIA thread,"传统的 vsync 可以将应用程序的呈现与系统内存中的副本同步,但需要一种额外的机制来将系统内存中的副本与 iGPU 的显示引擎同步。与传统的垂直同步不同,这种机制必须涉及到 dGPU 和 iGPU 驱动之间的通信。"
这种同步是使用 PRIME 同步实现的。要检查显示系统是否启用了 PRIME 同步,可以查看xrandr --prop
的输出。
使用下面的命令启用(PRIME 同步):
$ xrandr --output <output-name> --set "PRIME Synchronization" 1
- 在 NVIDIA 驱动程序上使用 PRIME 同步的先决条件是启用 NVIDIA#DRM内核级显示模式设置。
- PRIME 同步无法在 AMDGPU DDX 驱动上使用(xf86-video-amdgpu包)。
反向 PRIME[编辑 | 编辑源代码]
如果第二个 GPU 的输出无法被主 GPU 访问,可以使用反向 PRIME来使用它们。这将涉及使用主 GPU 渲染图像,然后将它们传递给第二个 GPU。
它可能开箱即用,但如果不能,则需要按照以下步骤进行配置。
配置[编辑 | 编辑源代码]
首先, 识别集成 GPU 的总线 ID(BusID)
lspci -d ::03xx
00:02.0 VGA compatible controller: Intel Corporation UHD Graphics 630 (Mobile) 01:00.0 VGA compatible controller: NVIDIA Corporation TU117M [GeForce GTX 1650 Mobile / Max-Q] (rev a1)
在上面的示例中,Intel 卡的总线id是 00:02.0 ,翻译到 pci 总线上为 PCI:0:2:0。
如下设置您的 xorg.conf
并调整 BusID。
/etc/X11/xorg.conf
Section "ServerLayout" Identifier "layout" Screen 0 "intel" Inactive "nvidia" Option "AllowNVIDIAGPUScreens" EndSection Section "Device" Identifier "nvidia" Driver "nvidia" EndSection Section "Screen" Identifier "nvidia" Device "nvidia" EndSection Section "Device" Identifier "intel" Driver "modesetting" BusID "PCI:0:2:0" EndSection Section "Screen" Identifier "intel" Device "intel" EndSection
命令 xrandr --setprovideroutputsource provider source
将提供程序设置为源的输出。 例如:
$ xrandr --setprovideroutputsource radeon Intel
完成后,独立显卡的输出应该在 xrandr 中可用,可以执行以下操作:
$ xrandr --output HDMI-1 --auto --above LVDS1
来配置内部和外部显示器。
已知问题[编辑 | 编辑源代码]
如果重启后你只有一个提供程序,可能是因为当 Xorg 启动时nvidia
模块还没加载。您需要启用早期模块加载。 有关详细信息,请参阅NVIDIA#早启动。
故障排查[编辑 | 编辑源代码]
XRandR 只识别出一个显卡[编辑 | 编辑源代码]
删除或者移走 /etc/X11/xorg.conf 以及 /etc/X11/xorg.conf.d/ 目录下任何与GPU有关的文件
当程序使用独立显卡渲染时,程序黑屏[编辑 | 编辑源代码]
某些情况下PRIME的正常工作需要一个混合窗口管理器。如果你的窗口管理器不进行混合渲染,你可以在其基础上使用混合窗口管理器。
如果你使用Xfce,你可以进入菜单 > 设置 > 窗口管理器调整 > 混合器并启用混合渲染,然后再次尝试你的应用程序。
在基于 GL 的渲染合成器下黑屏[编辑 | 编辑源代码]
目前基于 GL 的渲染合成器和 PRIME 分载渲染还有一些问题。当基于 Xrender 的渲染合成器(xcompmgr,xfwm,compton的默认后端,cairo-compmgr和一些其他的合成器)可以正常工作,基于 GL 的渲染合成器(Mutter/muffin, Compiz, 使用 GLX 后端的 compton , Kwin 的 OpenGL 后端,等)一开始会显示黑屏,就好像没有运行渲染合成器一样。虽然也可以通过调整使用渲染分载的程序窗口大小来强制显示图像,但这并不是一个实用的解决方案,因为它不适用于全屏的 Wine 应用程序。这意味着像 GNOME3 和 Cinnamon 这样的桌面环境在使用 PRIME 分载时存在问题。
此外,如果使用的是英特尔 IGP,也许可以通过把 IGP 当作 UXA 而不是 SNA 运行来修复 GL合成问题,然而这可能会导致渲染分载进程出现问题(例如,xrandr --listproviders
可能不会打印独立 GPU)。
某些程序在Wayland下打开时有延迟[编辑 | 编辑源代码]
如果你启用了RTD3(来自#NVIDIA),在使用Wayland时,你会遇到程序打开时的一些延迟,这是因为它会先尝试启动GPU(这需要大约1秒或更长时间),然后才尝试打开程序,浪费了时间和电池寿命。这是NVIDIA驱动的问题。更多细节在这里
要解决这个问题,在你的/etc/environment
文件中添加以下两行:
/etc/environment
__EGL_VENDOR_LIBRARY_FILENAMES=/usr/share/glvnd/egl_vendor.d/50_mesa.json __GLX_VENDOR_LIBRARY_NAME=mesa
使用DXVK运行Wine游戏时出错[编辑 | 编辑源代码]
当使用PRIME分载时,遇到Major opcode of failed request: 156 (NV-GLX)
是一个已知问题。目前唯一的解决方法是启动X会话时完全使用NVIDIA GPU。一个用户友好的方式是在NVIDIA独显和PRIME分载方法之间切换是使用optimus-manager工具或自己编写一些自动化脚本。