Ubuntu双显卡配置与测试全攻略：多显卡协同实战指南

引言

在Linux生态中，Ubuntu因其稳定性和丰富的软件支持，成为开发者和企业用户的首选。然而，当涉及到多显卡配置（尤其是双显卡或更多显卡）时，许多用户会遇到驱动冲突、性能下降或功能无法正常启用的问题。本文将从驱动安装、配置优化、性能测试到实际应用，全面解析Ubuntu系统下的多显卡协同工作机制，为开发者提供实用的解决方案。

一、Ubuntu多显卡基础概念

1.1 显卡类型与工作模式

Ubuntu支持多种显卡类型，包括集成显卡（如Intel HD Graphics）、独立显卡（如NVIDIA GeForce、AMD Radeon）以及专业级显卡（如NVIDIA Quadro、AMD FirePro）。多显卡配置通常分为两种模式：

• 混合模式（Hybrid Graphics）：系统根据负载自动切换显卡，适用于节能场景。
• 独立模式（Discrete Mode）：手动指定使用某块显卡，适用于高性能需求。

1.2 常见问题

• 驱动冲突：NVIDIA/AMD官方驱动与开源驱动（如Nouveau）不兼容。
• 性能瓶颈：多显卡协同时，数据传输延迟或负载不均。
• 功能缺失：如CUDA加速、OpenCL支持或VRR（可变刷新率）无法启用。

二、驱动安装与配置

2.1 安装NVIDIA/AMD官方驱动

方法一：使用ubuntu-drivers工具（推荐）

sudo ubuntu-drivers autoinstall

该命令会自动检测并安装最适合的官方驱动。

方法二：手动下载驱动

1. 从NVIDIA/AMD官网下载.deb或.run文件。
2. 禁用Nouveau驱动（NVIDIA用户）：

   sudo nano /etc/modprobe.d/blacklist-nouveau.conf

   添加以下内容：

   blacklist nouveau
   options nouveau modeset=0

3. 重启并安装驱动：

   sudo apt update
   sudo apt install dkms build-essential
   sudo bash NVIDIA-Linux-x86_64-*.run  # 或AMD显卡对应安装包

2.2 配置多显卡协同

使用prime-select（NVIDIA Optimus技术）

sudo prime-select intel  # 切换到集成显卡
sudo prime-select nvidia  # 切换到独立显卡

验证当前显卡：

prime-select query

使用DRI_PRIME环境变量（通用方法）

在启动应用时指定显卡：

DRI_PRIME=1 glxinfo | grep "OpenGL renderer"  # 使用独立显卡
DRI_PRIME=0 glxinfo | grep "OpenGL renderer"  # 使用集成显卡

三、性能测试与优化

3.1 基准测试工具

• GLXGear：简单测试OpenGL性能。

  sudo apt install mesa-utils
  glxgears

• Unigine Heaven：专业级3D渲染测试。
• Phoronix Test Suite：综合性能测试套件。

  sudo apt install phoronix-test-suite
  phoronix-test-suite benchmark unigine-heaven

3.2 优化建议

1. 内核参数调整：
   在/etc/default/grub中添加：

   GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash pci=noaer"

   更新GRUB并重启：

   sudo update-grub
   sudo reboot

2. Xorg配置优化：
   编辑/etc/X11/xorg.conf，调整BusID和Driver参数，确保显卡正确识别。

3. 电源管理：
   使用powertop监控功耗：

   sudo apt install powertop
   sudo powertop --auto-tune

四、实际应用场景

4.1 深度学习与CUDA加速

1. 安装CUDA Toolkit：

   wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/cuda-ubuntu2004.pin
   sudo mv cuda-ubuntu2004.pin /etc/apt/preferences.d/cuda-repository-pin-600
   sudo apt-key adv --fetch-keys https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/7fa2af80.pub
   sudo add-apt-repository "deb https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/ /"
   sudo apt update
   sudo apt install cuda

2. 验证CUDA：

   nvcc --version
   python -c "import torch; print(torch.cuda.is_available())"

4.2 多屏显示与VRR

1. 配置Xorg多屏：
   在/etc/X11/xorg.conf中添加Screen和Monitor配置。
2. 启用VRR：
   使用xrandr命令：

   xrandr --output HDMI-1 --set "VRR enabled" 1

五、常见问题解决

5.1 驱动安装失败

• 错误：Module build for the currently running kernel was skipped。
• 解决：安装内核头文件并重试：

  sudo apt install linux-headers-$(uname -r)

5.2 黑屏或登录循环

• 原因：Xorg配置错误或驱动冲突。
• 解决：
  1. 进入恢复模式，卸载驱动：

     sudo apt purge nvidia-*

  2. 重新安装驱动并生成新的Xorg配置：

     sudo nvidia-xconfig

六、总结与展望

Ubuntu多显卡配置需要兼顾驱动兼容性、性能优化和实际应用需求。通过本文的指导，开发者可以：

1. 正确安装和配置NVIDIA/AMD官方驱动。
2. 使用prime-select或DRI_PRIME实现显卡切换。
3. 通过基准测试工具评估性能。
4. 解决常见的驱动冲突和黑屏问题。

未来，随着Wayland显示协议的普及和异构计算的发展，Ubuntu多显卡支持将更加智能化和高效化。开发者应持续关注内核更新和驱动优化，以充分发挥多显卡的潜力。