終于等到了這一天：英偉達(dá)開源了他們的 Linux GPU 內(nèi)核驅(qū)動(dòng)。

「英偉達(dá)是我們遇到的硬件廠商中最麻煩的一個(gè)。」這是 Linux 內(nèi)核總設(shè)計(jì)師 Linus Torvalds 十年前說過的一句原話。

當(dāng)時(shí)，Linus 正在芬蘭赫爾辛基阿爾托大學(xué)舉辦的學(xué)生和開發(fā)者研討大會(huì)上接受采訪。在會(huì)上，一位現(xiàn)場觀眾稱其買過一款搭載了集成顯卡以及 NVIDIA 獨(dú)立顯卡的筆記本電腦，但是在 Linux 下通過 NVIDIA  Optimus 技術(shù)進(jìn)行獨(dú)立顯卡與集成顯卡之間的切換卻得不到驅(qū)動(dòng)的支持（NVIDIA Optimus 是英偉達(dá)開發(fā)的雙顯卡切換技術(shù)，它可以實(shí)現(xiàn)筆記本電腦中獨(dú)立顯卡與主板內(nèi)置顯卡之間無縫、自動(dòng)、實(shí)時(shí)的切換），并就此詢問 Linus 的想法。就是在這種語境下，Linus 說出了上面那句話，然后轉(zhuǎn)向攝像機(jī)鏡頭豎起了中指并爆了粗口。

作為開源操作系統(tǒng) Linux 之父，Linus 一直是開源的忠實(shí)擁護(hù)者，他一直希望英偉達(dá)能夠開源他們的驅(qū)動(dòng)。如今，這一天真的來了。

剛剛，英偉達(dá)宣布，他們開源了自己的 GPU 內(nèi)核驅(qū)動(dòng)模塊，此事在開發(fā)者社區(qū)引起轟動(dòng)。

有人評(píng)價(jià)說，「這是近十年來開源操作系統(tǒng)硬件支持方面發(fā)生的最大事件之一?！?/span>

還有人戲稱，這是一個(gè)「活久見」時(shí)刻。

這次開源使用雙 GPL/MIT 許可，從 R515 驅(qū)動(dòng)程序版本開始。開發(fā)者們可以在 GitHub 上的 NVIDIA Open GPU Kernel Modules repo 中找到這些內(nèi)核模塊的源代碼：https://github.com/NVIDIA/open-gpu-kernel-modules

英偉達(dá)表示，此次開源將大幅提升用戶在 Linux 系統(tǒng)中使用英偉達(dá) GPU 的體驗(yàn)，可使其更緊密地與操作系統(tǒng)集成，有利于開發(fā)人員的調(diào)試、集成和反饋。對(duì)于 Linux 發(fā)行版提供商，開源的內(nèi)核模塊增加了易用性，還改善了開箱即用的用戶體驗(yàn)，以簽署和分發(fā) NVIDIA GPU 驅(qū)動(dòng)程序。Canonical 和 SUSE 能夠立即將這些開源的內(nèi)核模塊與 Ubuntu 和 SUSE Linux Enterprise Distributions 打包在一起。

開發(fā)人員可以跟蹤代碼路徑，了解內(nèi)核事件調(diào)度如何與他們的工作負(fù)載交互，以便更快地進(jìn)行根源調(diào)試。此外，企業(yè)軟件開發(fā)人員現(xiàn)在可以將該驅(qū)動(dòng)無縫集成到為他們的項(xiàng)目定制的 Linux 內(nèi)核中。這將進(jìn)一步提高 NVIDIA GPU 驅(qū)動(dòng)的質(zhì)量和安全性，并得到 Linux 終端用戶社區(qū)的反饋。

支持的功能

此次 GPU 內(nèi)核模塊發(fā)布的第一個(gè)版本是 R515，除了公布源代碼之外，該版本還提供了驅(qū)動(dòng)程序的完整構(gòu)建和打包版本。對(duì)于 NVIDIA Turing、NVIDIA Ampere 架構(gòu)系列中的數(shù)據(jù)中心 GPU 來說，這些代碼可用于生產(chǎn)。這得益于過去一年英偉達(dá)分階段推出的 GSP 驅(qū)動(dòng)程序架構(gòu)，旨在讓英偉達(dá)的客戶輕松過渡。研發(fā)團(tuán)隊(duì)專注于測試各種工作負(fù)載，以確保與專有內(nèi)核模式驅(qū)動(dòng)程序的功能和性能相同。

未來，HMM 等功能將成為 NVIDIA Hopper 架構(gòu)上機(jī)密計(jì)算的基礎(chǔ)組件。

英偉達(dá)這次的開源版本對(duì) GeForce 和 Workstation GPU 的支持度很高。GeForce 和 Workstation 用戶可以在 NVIDIA Turing、NVIDIA Ampere 架構(gòu) GPU 上使用此驅(qū)動(dòng)程序來運(yùn)行 Linux 桌面，并在 Vulkan 和 NVIDIA OptiX 中使用多顯示器、G-SYNC 和 NVIDIA RTX 光線追蹤等功能。用戶可以選擇使用文檔中突出顯示的內(nèi)核模塊參數(shù) NVreg_EnableUnsupportedGpus 。更強(qiáng)大、功能更全的 GeForce 和工作站支持將在后續(xù)版本中發(fā)布，英偉達(dá)開源內(nèi)核模塊將最終取代閉源驅(qū)動(dòng)程序。

擁有 Turing 和 Ampere GPU 的客戶可以自主選擇安裝哪些模塊。而使用 Turing 之前硬件的客戶將繼續(xù)運(yùn)行閉源模塊。

開源內(nèi)核模式驅(qū)動(dòng)程序使用相同的固件和相同的用戶模式堆棧，例如 CUDA、OpenGL 和 Vulkan。但是，驅(qū)動(dòng)程序堆棧的所有組件都必須與發(fā)行版中的版本相匹配。例如，用戶不能使用以前或未來版本的用戶模式堆棧發(fā)布源代碼、構(gòu)建或運(yùn)行它。

為什么英偉達(dá)的開源驅(qū)動(dòng)對(duì) Linux 如此重要？

在英偉達(dá)宣布開源后不久，開源解決方案供應(yīng)商 Red Hat 的桌面高級(jí)經(jīng)理 Christian F.K. Schaller 發(fā)表了篇題為《Why is the open source driver release from NVidia so important for Linux?》的博客文章，深入解讀了英偉達(dá)此次開源對(duì) Linux 的影響，我們來看看他是怎么說的。

新驅(qū)動(dòng)包含什么?

英偉達(dá)此次發(fā)布的是源代碼樹外內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序，該驅(qū)動(dòng)程序經(jīng)過測試可支持?jǐn)?shù)據(jù)中心 GPU 上的 CUDA 用例。其中含有支持顯示的代碼，但尚未完成測試。此外，這只是內(nèi)核部分，現(xiàn)代圖形驅(qū)動(dòng)程序的很大一部分能夠在固件和用戶空間組件中找到，但它們?nèi)允情]源的。

不過，這次開源確實(shí)意味著 NVidia 已經(jīng)發(fā)布了一個(gè)能夠使用 Linux 內(nèi)核中 GPL-only API 的內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序，盡管這個(gè)初始版本不使用舊驅(qū)動(dòng)程序未使用的任何 API。

該驅(qū)動(dòng)程序還僅支持 NVidia Turing 芯片 GPU 及之后的更新版本，這意味著它不能用于 2018 年之前的 GPU。因此，對(duì)于大多數(shù) Linux 桌面用戶來說，并不是立即可用。

對(duì)于英偉達(dá)二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)程序意味著什么？

Turing 芯片之前的英偉達(dá) GPU 將繼續(xù)需要英偉達(dá)的二進(jìn)制內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序。在開源內(nèi)核模塊經(jīng)過全面測試和擴(kuò)展以顯示用例之前，即使用戶使用的是 Turing 之后的 GPU，也可能需要繼續(xù)使用該二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)程序。同樣，二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)程序的很大一部分可以在固件和用戶空間中找到。

對(duì)于 Nouveau 意味著什么？

Nouveau 是當(dāng)前英偉達(dá) GPU 的內(nèi)核內(nèi)圖形驅(qū)動(dòng)程序。它功能完備，但因不能 re-clock 而無法像二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)程序那樣為用戶提供完整的性能。

Linux 內(nèi)核不允許同一硬件有多個(gè)驅(qū)動(dòng)程序，因此為了讓新的英偉達(dá)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序進(jìn)入當(dāng)前驅(qū)動(dòng)程序，必須退出或至少限制一組不同的硬件，當(dāng)前驅(qū)動(dòng)程序就是 Nouveau。

就像二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)程序一樣，Nouveau 的很大一部分不在內(nèi)核中，而是在 Mesa 的用戶空間片段和 NVidia 當(dāng)前發(fā)布的 Nouveau 特定固件中。因此，英偉達(dá)會(huì)保留 Nouveau 以支持 Turing 之前的硬件。

我們正在努力探索一種能讓英偉達(dá)二進(jìn)制驅(qū)動(dòng)和 Mesa 共享內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序的方法，這可能需要幾年的時(shí)間才能完全實(shí)現(xiàn)。我們目前預(yù)期推出一種全新的驅(qū)動(dòng)程序，旨在同時(shí)滿足英偉達(dá)用戶空間和 Mesa 用戶空間的需求。我們也希望在此過程中與英偉達(dá)的工程師合作。

綜上所述，對(duì)于開源社區(qū)來說，這意味著我們將有一個(gè)內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序和固件，允許改變 GPU 時(shí)鐘，以提供研究者期望從英偉達(dá)顯卡獲得的性能；意味著我們將擁有一個(gè)開源驅(qū)動(dòng)程序，從開源第一天起我們就可以訪問新一代英偉達(dá)硬件固件和內(nèi)核更新；意味著我們可以開始使用 Linux 內(nèi)核中的 GPL-only API。

對(duì)于 Fedora、RHEL 等 Linux 發(fā)行版意味著什么？

實(shí)際上，英偉達(dá)的開源 GPU 內(nèi)核近期并不會(huì)對(duì) Fedora、RHEL 等 Linux 發(fā)行版產(chǎn)生重大影響。但隨著時(shí)間的推移，由于此次開源提供了一種從根本上簡化英偉達(dá)硬件支持的途徑。從長遠(yuǎn)來看，我們希望能夠在英偉達(dá)硬件上獲得與英特爾和 AMD 類似的體驗(yàn)，即開箱即用的功能。

接下來英偉達(dá)會(huì)有很多工作要做，他們需要使這個(gè)新的驅(qū)動(dòng)程序在計(jì)算和圖形顯示應(yīng)用中更加完整，我們需要做的是，共同努力為未來統(tǒng)一內(nèi)核驅(qū)動(dòng)程序制定一個(gè)計(jì)劃，并圍繞該計(jì)劃制定一個(gè)適用于社區(qū)和英偉達(dá)的模型，例如添加 Mesa Vulkan 驅(qū)動(dòng)程序之類的東西。

參考鏈接：https://blogs.gnome.org/uraeus/2022/05/11/why-is-the-open-source-driver-release-from-nvidia-so-important-for-linux/

https://developer.nvidia.com/blog/nvidia-releases-open-source-gpu-kernel-modules/