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Ativando o Optimus NVIDIA GPU no Dell XPS 15 com Linux, mesmo na bateria

PorFábio Akita em

Já se passou um bom tempo desde meu artigo sobre tuning Manjaro para o Dell XPS 15. Manjaro lançou uma versão mais recente (17) e o kernel lançou a 4.10. A atualização do Manjaro 16 e do kernel 4.9 se deu sem problemas.

Estes são os pacotes específicos do kernel atualmente instalados:

$ pacman -Ss 410 | grep installed
core/linux410 4.10.1-1 [installed]
core/linux410-headers 4.10.1-1 [installed]
extra/linux410-acpi_call 1.1.0-0.7 (linux410-extramodules) [installed]
extra/linux410-bbswitch 0.8-0.7 (linux410-extramodules) [installed]
extra/linux410-ndiswrapper 1.61-0.7 (linux410-extramodules) [installed]
extra/linux410-nvidia 1:375.39-0.7 (linux410-extramodules) [installed]

E para ter certeza de que tudo está ok, eu removi os antigos pacotes relacionados à versão 4.9:

sudo pacman -R linux49 linux49-headers linux49-acpi_call linux49-bbswitch linux49-ndiswrapper linux49-nvidia

Eu também atualizei a BIOS para a mais recente, 1.2.19 (embora muitos tenham dito para ficar em 1.2.18 por enquanto, mas eu não reduzi). A atualização da BIOS é bastante fácil porque você só precisa ter uma unidade USB formatada FAT e copiar o arquivo “XPS_9550_1.2.19.exe”. Na inicialização, você pode pressionar F12 e escolher a opção para atualizar diretamente de lá.

Uma coisa que parou de funcionar foram as teclas de função para controlar o brilho da tela. Eu não fui capaz de resolver isso de volta, mas eu ainda posso controlar o brilho manualmente a partir do Terminal usando comandos como este:

xbacklight -inc 20 # to increment
xbacklight -dec 20 # to decrement

Então, a parte mais irritante: o cartão NVIDIA Optimus.

Suspender o sistema operacional funciona perfeitamente na maioria das vezes. Eu posso apenas fechar a tampa, abrir no outro dia e a bateria permanece razoavelmente no mesmo nível. Kudos para a equipe do kernel por apoiar isso.

Mas o sistema de gerenciamento de energia desliga a GPU NVIDIA e não posso reativá-la depois que a máquina voltar da suspensão, mesmo que eu a conecte novamente a uma fonte de alimentação. Sempre que eu tento executar algo através de optirun (o que força o processamento através da GPU NVIDIA em vez da GPU Intel integrado primário) ele dá erro com esta mensagem:

Could not enable discrete graphics card

E a única maneira de tê-lo em execução era conectar o cabo de alimentação e reiniciar a máquina. Então, eu poderia usar o NVIDIA GPU normalmente. Reiniciar o tempo todo não é lento (graças ao rápido SSD), mas ainda é chato ter que reabrir cada aplicativo toda vez.

Finalmente, depois de muita pesquisa, eu descobri como ter o NVIDIA GPU habilitado mesmo na bateria e após suspender. Primeiro, você precisa saber o ID PCI para o cartão:

$ lspci | grep "NVIDIA" | cut -b -8
01:00.0

Então, você precisa editar /etc/default/tlp e adicionar esse ID PCI para ser colocado na lista negra do gerenciamento de energia:

# Exclude PCI(e) device adresses the following list from Runtime PM
# (separate with spaces). Use lspci to get the adresses (1st column).
#RUNTIME_PM_BLACKLIST="bb:dd.f 11:22.3 44:55.6"
RUNTIME_PM_BLACKLIST="01:00.0"

Reinicie e é isso! Agora eu posso executar aplicativos através do cartão NVIDIA mesmo sem estar conectado ao cabo de alimentação.

Parece que há um conflito entre TLP e Bumblebee. A solução foi listada neste tópico do reddit de janeiro/2017  e neste tópico de fevereiro/2017 no fórum Manjaro se você estiver interessado na discussão sobre isso.

A parte mais difícil de usar o NVIDIA no Linux é entender todas as muitas terminologias dele. Nem mesmo tenho certeza de que já compreendi tudo.

Isso é o que eu descobri até agora:

  • Optimus é a tecnologia de cards gráficos híbridos, que permite que uma GPU Intel de baixa potência seja o card principal que você pode conectar à secundária GPU NVIDIA, exigente em termos de energia, exatamente quando você realmente precisa dele.
  • optirun é o comando que você usa para fazer essa conexão.
  • “NVIDIA” é o que chamamos de binários proprietários oficiais. No Arch está disponível no pacote “linux410-nvidia”.
  • “Nouveau” é o driver de código aberto, ele usa Primus para fazer a conexão em vez de optirun. Acredito que você deve evitar esse driver por enquanto se precisar de desempenho completo e conformidade total da GPU.
  • Bumblebee” é um daemon usado para ativar e desativar a NVIDIA GPU. Você não quer que ele esteja ativado o tempo todo, especialmente quando estiver sendo executado com bateria, para evitar drená-la muito rápido.
  • bbswitch” é o módulo do kernel que faz chamadas ACPI de baixo nível para controlar o estado de energia do cartão NVIDIA GPU.
  • TLP” é o sistema de gerenciamento de energia geral do Linux, que controla todos os aspectos do hardware da máquina, incluindo os dispositivos PCI (um dos quais é o cartão NVIDIA).

Eu entendo que você não quer que TLP entre em cena e desligue o cartão, porque se ele o fizer, então Bumblebee não poderá ativá-lo novamente quando necessário (através de bbswitch). Então você tem que colocar na lista negra o dispositivo PCI em TLP e deixar Bumblebee fazer o seu trabalho.

Se tudo estiver funcionando bem, então NVIDIA GPU estará desativada por padrão. Você pode verificar se ela está desligada através de bbswitch:

$ cat /proc/acpi/bbswitch
0000:01:00.0 OFF

Agora, digamos que você queira forçar algo a usar o card, então você faz isso assim:

$ optirun -vv glxgears
[ 1817.200384] [DEBUG]Reading file: /etc/bumblebee/bumblebee.conf
[ 1817.200519] [INFO]Configured driver: nvidia
[ 1817.200579] [DEBUG]optirun version 3.2.1-2017-02-27-Format:%h$ starting...
[ 1817.200584] [DEBUG]Active configuration:
[ 1817.200588] [DEBUG] bumblebeed config file: /etc/bumblebee/bumblebee.conf
[ 1817.200592] [DEBUG] X display: :8
[ 1817.200595] [DEBUG] LD_LIBRARY_PATH: /usr/lib/nvidia:/usr/lib32/nvidia
[ 1817.200599] [DEBUG] Socket path: /var/run/bumblebee.socket
[ 1817.200603] [DEBUG] Accel/display bridge: auto
[ 1817.200607] [DEBUG] VGL Compression: proxy
[ 1817.200611] [DEBUG] VGLrun extra options: 
[ 1817.200615] [DEBUG] Primus LD Path: /usr/lib/primus:/usr/lib32/primus
[ 1817.200645] [DEBUG]Using auto-detected bridge virtualgl
[ 1818.163747] [INFO]Response: Yes. X is active.

[ 1818.163757] [INFO]Running application using virtualgl.
[ 1818.163843] [DEBUG]Process vglrun started, PID 9770.
10419 frames in 5.0 seconds = 2083.766 FPS
10671 frames in 5.0 seconds = 2134.041 FPS

Isto irá executar glxgears (um aplicativo simples para testar o card) através da conexão Optimus (em modo detalhado, é por isso que você tem todas essas informações extras). E se glxgears era capaz de usar a NVIDIA GPU, ele deve relatar FPS (frames per second) maior que 1.000.

E você pode verificar com bbswitch como este:

$ cat /proc/acpi/bbswitch
0000:01:00.0 ON

Quando você Ctrl-C fora de glxgears ele deve relatar como OFF novamente.

Apenas para ter certeza, é importante garantir que o /etc/bumblebee/bumblebee.conf está personalizado como este (somente as chaves importantes são mostradas abaixo):

[bumblebeed]
Driver=nvidia
...
[optirun]
Bridge=auto
...
[driver-nvidia]
KernelDriver=nvidia
PMMethod=bbswitch
...

Até agora, as únicas pequenas questões que ainda tenho são as seguintes:

  • As teclas de função não alteram o brilho da tela
  • Fone de ouvido bluetooth Bose conecta perfeitamente, mas não se tornará saída de som primária sem manualmente mudar para tal nas configurações de Som (mas todas as teclas de função de hardware para controle de volume e mídia funcionam sem problemas).
  • Eu tive que instalar o Manjaro usando o boot antigo da BIOS e o esquema de partição MBR em vez de GPT sobre UEFI. Não sei com certeza como mover para GPT/UEFI agora (usando um esquema de partição cifrada LUKS)

Depois de corrigir a NVIDIA GPU após uma suspensão ou desligamento de energia, os outros problemas são apenas pequenos aborrecimentos.

Até agora, estou muito feliz por estar usando Manjaro no Dell XPS. Estou usando uma configuração de monitor duplo e tudo está funcionando perfeitamente. Se você quiser tentar isto, eu recomendo que você fique com a versão 9560 (versão mid 2016) Sandy Bridge. Não vá para as novas versões Kaby Lake ainda, pois você vai achar BIOS firmware bastante bugado e muitos aspectos do hardware não estarão ainda devidamente suportados ou documentados.

E se você é novo no Arch, eu recomendo que você comece com o Manjaro GNOME. É de longe o melhor e mais útil desktop Linux que eu já tentei.

***

Artigo traduzido com autorização do autor. Publicado originalmente em http://www.akitaonrails.com/2017/03/14/enabling-optimus-nvidia-gpu-on-the-dell-xps-15-with-linux-even-on-battery

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