图形处理器 - Arch Linux 中文维基

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# 图形处理器

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相关文章

- NVIDIA
- AMDGPU
- Intel
- Wayland
- Xorg
- OpenGL
- Vulkan
- 硬件视频加速
- 外接显卡

图形处理器 (graphics processing unit, GPU) 是计算机中负责生成显示器所显示画面的硬件，也经常（不严谨地）称为显卡 (graphics card)。存在两种类型的设备：集成显卡 (integrated GPU, iGPU) 和独立显卡 (discrete GPU, dGPU)。在中文语境下，有时集成显卡也会不严谨地称为“核显”。

由于 GPU 擅长并行计算，因此催生了通用图形处理器（英语：general-purpose computing on graphics processing units） (GPGPU)。

## 安装

Linux 内核中已经包含了用于硬件加速帧缓冲的显卡驱动。然而，OpenGL、Vulkan、硬件视频加速和 Xorg 的 2D 加速仍然需要用户空间驱动支持。

首先，识别设备型号（输出中的第一行以及 Subsystem 一项显示了具体型号）：

    $ lspci -v -nn -d ::03xx

提示：这里的 `::03` 表示“显示控制器 PCI 设备类”，并且 `xx` 表示“该类的任何子类”。您可以在安装 hwdata包 后，在 `/usr/share/hwdata/pci.ids` 文件中搜索 `Display controller` 查看。

然后，安装所需的显卡驱动。参阅下方三个品牌的表格。

对于 32 位软件，需要启用 multilib 仓库并安装以 lib32- 为前缀的用户空间驱动，例如 lib32-mesa包、lib32-vulkan-radeon包、lib32-nvidia-utils包 等等。

对于 X11，其它 Device Dependent X (DDX) 驱动可以在 xorg-drivers包组 中找到，或者可以搜索 xf86-video。大部分情况下，您不需要安装任何 DDX 驱动；详情参阅 Xorg#驱动安装。

### AMD

AMD 支持开源驱动。曾经提供过一个专有驱动，但已经不再打包了。[1][2]

提示：要寻找从型号名（如 Radeon RX 6600）到 GPU 家族名（如 RDNA 2）的对照表，参阅 Wikipedia:List of AMD graphics processing units#Features overview.

有关各个 GPU 家族对 VA-API 的支持情况，参阅硬件视频加速#对照表了解详情。

文档 | GPU 家族 | DRM 驱动 | OpenGL | Vulkan | VA-API
--- | --- | --- | --- | --- | ---
AMDGPU | GCN 3 及更新（如 RDNA 1-4） | 包含在 Linux 中 | mesa包 | vulkan-radeon包 | mesa包
AMDGPU1 / ATI | GCN 1&2 | 取决于选择的驱动
ATI | TeraScale 1-3 | 无
R300 到 R500 | 无
R100 & R200 | mesa-amber包
Rage 4 及更旧 | 无可用驱动 [3][4]

1. 自从 linux包≥6.19 以来默认启用，但其余版本也可以手动选择驱动

### Intel

Intel 提供并支持开源驱动，除了旧的基于 PowerVR 的显卡（GMA 3600 系列）不支持以外。

提示：Intel 所说的 Gen N 硬件并不是指 CPU 的代数，它指的是 GPU 的代数，和 CPU 的不一样。

有关各个 GPU 家族对 VA-API 的支持情况，参阅硬件视频加速#对照表了解详情，下面只列出了软件包。

文档 | GPU 家族 | DRM 驱动 | OpenGL | Vulkan | VA-API
--- | --- | --- | --- | --- | ---
Intel 图形处理器 | Gen 12.1 及更新 | 包含在 Linux 中 | mesa包 | vulkan-intel包1 | intel-media-driver包
Gen 8 到 11 | intel-media-driver包 或旧版 libva-intel-driver包
Gen 7 & 7.5 | libva-intel-driver包
Gen 5 & 6 | 无
Gen 3 到 4.5 | 无
Gen 2 | mesa-amber包
Gen 1 | 无可用驱动 [5]

1. Gen 7 和 7.5 只有不完整的支持，Gen 8 被限制在 Vulkan 1.3。

### NVIDIA

NVIDIA 不支持完全开源的驱动。他们从 2022 年起改为使用一种混合方案（开源内核 DRM 驱动和闭源用户空间驱动）。

提示：要寻找从型号名（如 RTX 4060）到 GPU 家族名（如 NV190）的对照表，参阅 nouveau wiki 上的代号页面。

参阅硬件视频加速#NVIDIA以了解支持哪些 API，并参阅硬件视频加速#VDPAU 驱动了解各个 GPU 家族的支持详情。

许可 | 文档 | GPU 家族 | DRM 驱动 | OpenGL | Vulkan
--- | --- | --- | --- | --- | ---
开源 | Nouveau1 | Kepler (NVE0/GKXXX) 及更新 | 包含在 Linux 中 | mesa包 | vulkan-nouveau包
Rankine (NV30) 到 Fermi (NVC0/GF1XX) | 无
Fahrenheit (NV04/05) 到 Kelvin (NV20) | mesa-amber包
开源 DRM 驱动、专有用户空间驱动 | NVIDIA1 | Turing (NV160/TUXXX) 及更新 | nvidia-open包 | nvidia-utils包
专有 | Maxwell (NV110/GMXXX) 到 Ada Lovelace (NV190/ADXXX) | nvidia-580xx-dkmsAUR | nvidia-580xx-utilsAUR
Kepler (NVE0/GKXXX) | nvidia-470xx-dkmsAUR | nvidia-470xx-utilsAUR
Fermi (NVC0/GF1XX) | nvidia-390xx-dkmsAUR | nvidia-390xx-utilsAUR | 无
Tesla (NV50/G80-90-GT2XX) | nvidia-340xx-dkmsAUR | nvidia-340xx-utilsAUR
Curie (NV40/G70) 及更旧 | 不再打包

1. 对于同时使用集成显卡和独立显卡、且启用了 NVIDIA Optimus 的笔记本电脑，参阅 NVIDIA Optimus。

## 加载

大部分驱动的内核模块会在系统启动时自动加载。

如果没有自动加载，那么：

- 确保您没有在内核参数中设置 `nomodeset` 或 `vga=`，因为加载内核显卡驱动需要内核级显示模式设置。
- 以及，检查您是否使用内核模块#黑名单禁用了显卡驱动。

## 监控

监控 GPU 的工具经常用于查看 GPU 的温度、核心和显存 (VRAM) 使用率、以及 P-state。

#### CLI

- amdgpu_top — 显示 AMDGPU 使用率的工具

  https://github.com/Umio-Yasuno/amdgpu_top || amdgpu_top包

- nvtop — 支持 AMD、Intel 和 NVIDIA 的 GPU 进程监视器

  https://github.com/Syllo/nvtop || nvtop包

- radeontop — GPU 使用率查看器，支持显示总体的活动百分比和各个部分的使用情况。支持 ATI R600 或更新的显卡，以及使用 AMDGPU 驱动的显卡。

  https://github.com/clbr/radeontop || radeontop包

- nvidia-smi — NVIDIA 专有驱动捆绑的命令行监控工具，支持 Fermi 或更新的 NVIDIA GPU

  https://docs.nvidia.com/deploy/nvidia-smi/index.html || nvidia-utils包

#### GUI

- amdgpu_top — 显示 AMDGPU 使用率的工具

  https://github.com/Umio-Yasuno/amdgpu_top || amdgpu_top包

- AmdGuid — 一个基础的风扇控制 GUI，完全使用 Rust 编写

  https://github.com/Eraden/amdgpud || amdguid-wayland-binAUR, amdguid-glow-binAUR

- Radeon Profile — 用于读取和更改 AMD Radeon 显卡当前时钟频率的 Qt5 工具

  https://github.com/emerge-e-world/radeon-profile || radeon-profile-gitAUR

- TuxClocker — 基于 Qt5 的监控和超频工具

  https://github.com/Lurkki14/tuxclocker || tuxclockerAUR

- Plasma System Monitor — 一个显示系统传感器、进程信息和其它系统资源的界面。捆绑在 KDE Plasma 中。

  https://apps.kde.org/plasma-systemmonitor/ || plasma-systemmonitor包

- LACT — 在 Linux 系统上控制您的 AMD、Nvidia 或 Intel GPU

  https://github.com/ilya-zlobintsev/LACT || lact包

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