La semana pasada hablaba sobre el estado del soporte Optimus para gráficos híbridos Intel+Nvidia en GNU/Linux. Aunque tenemos varias formas de implementar ese soporte en nuestro sistema operativo, finalmente me he decantado por instalar Bumblebee que hará que sólo las aplicaciones que utilicen la gráfica discreta (la Nvidia) la activen y la utilicen, para todo lo demás, utilizaré la Intel que, no es mala tarjeta, funciona muy bien, y consume menos energía. Iba a publicar también mi configuración en ese post, pero vi que la cosa se empezó a alargar demasiado y decidí dividirlo en dos.
¿Yo? ¿Utilizando los drivers privativos? Le di una oportunidad a nouveau, pero en mi ordenador no va demasiado bien
Preámbulo e indignaciones varias
El problema, como en muchas ocasiones es la falta de soporte oficial de la tecnología en GNU/Linux. Nvidia, después de unos años sin dar señales de vida y no querer dar soporte oficial a la tecnología, a pesar de que este sistema operativo se utiliza mucho para el GPGPU. Vamos, que como supuestamente sólo somos un 2% y todos los ordenadores que se venden vienen con Windows, no merece la pena hacer un driver para esta tecnología.
Así que, si te comprabas un portátil hace 6 años, con los dos chips gráficos. Sólo te tocaba rezar para que la tarjeta Intel funcionara bien para tener entorno gráfico, mientras tenías una Nvidia que sólo valía para consumir energía porque no podías desactivarla.
Aunque poco a poco toda la comunidad se ha puesto en marcha y gracias a la ingeniería inversa de muchos, la paciencia de otros y la buena voluntad de cientos de desarrolladores, empezamos pudiendo activar y desactivar tarjetas, con lo que, aunque sólo tuviéramos una Nvidia, podíamos activarla y desactivarla, para utilizar aplicaciones GPGPU. Aunque no estábamos ni por asomo a la altura de Windows. Luego vino Bumblebee para finales de 2012, soporte en el driver nouveau y finalmente soporte oficial por parte de Nvidia, con Nvidia Prime y soporte en los drivers oficiales.
Repaso rápido a cada una de las tecnologías
Siempre me voy a centrar en portátiles que tengan la tecnología Optimus, que cuenten con una tarjeta gráfica integrada Intel y otra gráfica discreta Nvidia.
Con el driver Nouveau + Intel, tendremos un sistema con drivers libres. Eso está muy bien, y podremos utilizar las dos, que es lo ideal, sólo hace falta definir una variable antes de ejecutar un programa. Esa variable puede ser de entorno, por lo que todas las aplicaciones con dicha variable utilizarán la gráfica que le digamos.
Está bien, pero siempre irá por detrás. Con los últimos modelos de Nvidia no funcionará (los drivers de Windows siempre irán un paso o dos por delante). Incluso, aunque ha habido muchos avances en estos años, no es todo lo estable que me gustaría, ni consigo el rendimiento que me gustaría y no es tan fácil hacer funcionar cosas como CUDA.
Con Primus. Aunque se define como la opción que viene para quedarse, lo más estable y la única soportada oficialmente. Y, nos permite utilizar las dos gráficas. Pero tenemos que cerrar la sesión iniciada con Intel para empezar una nueva sesión con Nvidia y viceversa. Es decir, no podemos tener una aplicación usando Intel y otra Nvidia. Por lo que el ahorro de energía de Optimus se va al traste, ya que al final, terminamos iniciando siempre la sesión con Nvidia. Es más, en algunas máquinas, puede que por el kernel, por los propios drivers de Nvidia, o por algo desconocido que impide logear, a veces se puede congelar el sistema al hacer el cambio. Otras veces no, pero al final es una lotería. Puede que sea sólo de determinada CPU/placa base... pero mi equipo, a veces se cuelga al hacer 2 cambios, otras veces 3... así que lo más seguro es reiniciar. Con la pereza que conlleva.
Con Bumblebee. Es una forma no soportada oficialmente, casi sin mantenimiento, pero se basa en algo sencillo: tu sesión es con la tarjeta integrada, pero si quieres una aplicación con la tarjeta discreta, se inicia una sesión X virtual y se copiará la ventana a tu sesión con la integrada. Por lo tanto el tema de actualizaciones en Bumblebee tampoco es tan tan importante si se actualiza el servidor X y los drivers. Lógicamente el transporte gastará algo de memoria, CPU y bajará el rendimiento, pero en la práctica se puede conseguir algo bastante decente. A veces, hay alguna aplicación que no va bien con la tarjeta discreta (aunque iniciando con Primus funciona bien), pero por lo general va bien.
Configurando Bumblebee
Aunque actualmente estoy con Linux Mint 18.2 (Sonya), esta configuración es válida para Ubuntu y derivados y, si me apuras, para Debian. Os detallo mi configuración:
Consideraciones ante cuelgues y bloqueos
Puede que haya que reiniciar el ordenador en algunos pasos. Por lo que puedes mirar la guía desde el móvil e ir haciendo los pasos si lo deseas. Y también es posible que el ordenador no arranque bien al hacer algunos pasos o no hacerlos completos. En fin, es muy fácil quedarte a oscuras y que no arranque el ordenador. En mi caso, muchas veces el ordenador no respondía al iniciar el sistema gráfico, por lo que cuando el ordenador está arrancando pulso Shift o Escape para que salga el diálogo de grub. Con la tecla e edito el arranque que voy a utilizar y en la línea de argumentos del kernel (que suele poner quiet splash) añado " single" por lo que entraré en un modo de recuperación que podré utilizar en consola. También podemos eliminar quiet splash para que, en lugar de salir la pantalla bonita de espera, veamos todos los mensajes que se van generando en el arranque. A lo mejor alguno nos puede dar una pista.
Instalar driver Nvidia
Vamos a instalar los drivers de Nvidia. Ahora mismo tengo instalada la versión 384.69 sin problemas. Aunque debería funcionar con versiones más nuevas. Para instalar los últimos drivers:
sudo apt-get install nvidia-384
Podríamos instalar los drivers desde el administrador de controladores. Se instalarán más cosas, como Nvidia Prime, que no pasa nada si lo tenemos instalado (en modo Intel).
Y los drivers para CUDA que, si los necesitamos, lo podremos instalar con:
Algo recomendado, aunque no obligatorio, es quitar los drivers nouveau antes que nada. Aunque muchas veces, el driver oficial de Nvidia lo elimina:
Instalar Bumblebee
En las últimas versiones de Ubuntu este paquete viene actualizado. Aunque para versiones anteriores (y para Linux Mint), debemos añadir un nuevo PPA. Aunque el sistema nos permite utilizar ese paquete, personalmente me ha funcionado mejor el que viene del PPA:
Esto debería instalar primus, que es como el Nvidia Prime libre, luego veremos por qué estos nombres tan raros... aunque algunos ya habréis encontrado la relación. Si vemos que primus no está instalado:
sudo apt-get install primus
Luego veremos cómo podremos instalar otro modo de transporte.
Configuración de Bumblebee
La configuración de Bumblebee está en /etc/bumblebee/bumblebee.conf :
Básicamente tenemos que decir que:
- Driver=nvidia
- KernelDriver=nvidia-384
- LibraryPath=rutas donde está el driver de nvidia. Podemos verlo con $ sudo dpkg-query -L nvidia-384
- XorgModulePath=rutas donde están los drivers para Xorg
Está bien echar un rato a ver para qué valen las demás opciones, sobre todo TurnCardOffAtExit y NoEcoModeOverride que nos pueden ayudar a solucionar problemas en nuestro ordenador.
Ahora, muy importante, añadir a nuestro usuario al grupo bumblebee:
Adicionalmente, tenemos que indicar las bibliotecas que se utilizarán para ejecutar programas que requieran gráficos. Las configuraciones a modificar son:
- i386-linux-gnu_gl_conf
- x86_64-linux-gnu_egl_conf
- x86_64-linux-gnu_gl_conf
Y podemos modificarlo con:
------------------------------------------------------------
Y marcar la opciónn 1 a mano. El objetivo es no utilizar nvidia aquí.
O podemos hacerlo del tirón de la siguiente forma:
Configuración de xorg
A estas alturas de la vida, Xorg es lo suficientemente listo como para configurarse solo. Al encontrar solamente el driver de Intel cargado en el kernel, será la Intel la única que cargue. De todas formas es interesante tener un fichero /etc/X11/xorg.conf en el que basarnos para una configuración detallada.
Debemos, en principio ver dónde están las tarjetas enchufadas con:
Vemos que la Nvidia está en 01:00.0 y la Intel en 00:02.0 . Lo primero será buscar en /etc/bumblebee/xorg.conf.nvidia la línea BusID y asegurarnos de que apunta al puerto correcto: "PCI:01:00:0" como vemos aquí:
Y, si queremos, podemos crear un fichero /etc/X11/xorg.conf que contenga lo siguiente (aunque no es obligatorio, crearlo. Es más, lo podemos borrar, o renombrarlo para que Xorg tome sus decisiones):
Y podemos añadir o eliminar características desde ahí.
Blacklists de módulos
Debemos asegurarnos de que todo se ha instalado bien y se han anulado ciertas cosas:
Debe aparecer por algún lado la línea
blacklist nouveau
Seguramente por parte del driver de Nvidia. Si no aparece, podemos crear un archivo llamado "nonouveau.conf" con esa línea y listo.
Por otro lado, tendremos un archivo llamado bumblebee.conf en ese directorio al que debemos añadir (si no están) las siguientes líneas:
Es importante introducir en la blacklist la versión de nvidia que estemos utilizando.
Cuando hagamos un cambio en algún fichero dentro de este directorio debemos ejecutar:
Configurar el kernel
En muchos ordenadores tal vez funcione todo tal cual. Y podremos reiniciar sin miedo. Aunque en otros portátiles tendremos que jugar un poco con la configuración del kernel. No sólo si usamos Bumblebee, si usamos Prime también. Algunas de las causas pueden ser cuelgues o kernel panics (que ni con REISUB se arreglan).
Esto tendremos que investigarlo un poco. Si tenemos comportamientos extraños, debemos buscar nuestro modelo de portátil por Internet a ver si alguien ha dado con la clave. Aunque también podemos investigarlo un poco nosotros. Eso sí, si buscamos la solución por Internet, debemos darle una vuelta nosotros, puede que muchas cosas no sean necesarias o que, con una actualización del kernel, no hagan falta o hayan cambiado. Tendremos que ver para qué versión del kernel son dichas configuraciones y qué versión tenemos nosotros.
Lo más común es modificar acpi_osi (en los parámetros de línea de comandos del kernel), que modifica el tipo de soporte ACPI de nuestro sistema. Para ello, editamos el archivo /etc/default/grub como root y modificamos la línea que empieza como GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT (línea que suele tener sólo quiet splash), añadiendo dentro de las comillas acpi_osi=xxxx.
En mi caso, para un ASUS GL552VW debo dejarlo así:
En este caso el \" lo ponemos para escapar las comillas. Es decir, como el parámetro va entre comillas dobles, si ponemos unas comillas dobles entre medias, esto se interpretará como fin del parámetro, pero queremos que se interpreten las propias comillas, y que, por tanto, el kernel reciba las comillas. Como normalmente los ordenadores suelen venir con Windows, podemos pensar en la versión de Windows que venía con el portátil, o al menos, la versión de Windows más antigua compatible, en este caso "Windows 2009" es Windows 7.
En mi caso, a partir del kernel 4.8 no tendremos que preocuparnos de los sleep modes ni nada para estos modelos. Pero podemos probar con otras configuraciones para ver si funciona mejor. Más información sobre parámetros del kernel aquí. Se puede utilizar acpi_backlight=native si tenemos problemas de brillo de pantalla y la opción idle=nomwait si tenemos problemas de rendimiento.
Otras cosas que no están de más, por ejemplo es desactivar el gpu manager de Ubuntu. Para ello, en la misma línea de configuración de antes podemos añadir nogpumanager dejándola así:
Así desactivamos la detección automática de GPU de Ubuntu, carga automática de módulos y demás.
Tras ello debemos ejecutar:
Probar configuración
Hecho esto podremos reiniciar nuestro equipo. Y deberíamos poder utilizar Optimus sin problema. Lo primero es asegurarnos de que no estamos ejecutando prime en modo Nvidia (si lo hemos instalado), para ello ejecutamos:
Si estamos en modo Nvidia podemos ejecutar:
O hacerlo desde nvidia-settings. Cuando estemos en modo Intel, modemos desinstalar nvidia-prime con apt-get remove si queremos. Así no cambiamos de modo gratuitamente.
Una vez en modo gráfic con la tarjeta Intel, otra prueba que podemos hacer es ejecutar xrandr, veremos cómo los nombres de los dispositivos de salida son más normales (en modo Nvidia tendríamos nombres como HDMI-1-1, HDMI-1-2...) ahora tendremos algo como:
1920×1080 60.00*+ 59.93
1680×1050 59.95 59.88
1360×768 59.80 59.96
1024×768 60.04 60.00
840×525 60.01 59.88
640×480 60.00 59.94
680×384 59.80 59.96
400×300 60.32 56.34
Ya estamos preparados para ejecutar, por ejemplo glxgears con nuestra tarjeta Nvidia:
Aunque glxgears no es una herramienta para hacer una prueba de velocidad ni nada ya que no sólo genera gráficos sino que genera un tráfico GPU-CPU considerable y desaprovecha muchos recursos. Es más, en ocasiones puede conseguir un framerate mayor con la tarjeta Intel, más que nada porque la copia de datos entre GPU y CPU será más rápida (recordemos que la GPU intel está integrada dentro de la CPU).
Si tenemos algún problema al arrancar ahora podemos arrancar en modo single y desactivar el demonio bumblebee para depurar:
systemctl disable bumblebeed
También podemos probar iniciarlo a mano cuando arranque el entorno gráfico. Y asegurarnos de que los drivers de nvidia no se carguen automáticamente antes del demonio. Debe ser Bumblebee el que los cargue y descargue cuando lo vea necesario.
Por otro lado, es importante no utilizar directamente primusrun. Aunque optirun utilizará por debajo primusrun, este segundo puede dar algún problema en la imagen. Dejemos que optirun haga lo que tenga que hacer.
Mayor rendimiento con la tarjeta integrada
Puede que no tengamos un framerate decente con la tarjeta Intel porque los renders en pantalla están sincronizados con el monitor o el panel del portátil (sincronización vertical). Esto lo podemos solucionar haciendo:
Si ahora tenemos muchos más fps ya tenemos el problema. Para hacerlo permanente, tendremos que editar (o crear) un archivo llamado .drirc en nuestro $HOME con lo siguiente:
VirtualGL como medio de transporte
Aunque Bumblebee funciona muy bien con Primus, en ocasiones otro medio como VirtualGL funcionará mejor. Es más, nos vale para experimentar y ver cómo va todo. Este medio de transporte será el que lea el display virtual (con la tarjeta discreta) y nos traiga los datos al display principal (con la tarjeta integrada). Además, con VirtualGL podremos modificar muchos aspectos del transporte y, luego podremos utilizarlo para muchas cosas, como utilizar aplicaciones gráficas en red, cosa muy interesante.
VirtualGL no viene en los repositorios oficiales, y los PPA que he encontrado son algo antiguos. Así que lo mejor sería descargar el .deb (afortunadamente lo tenemos y no tenemos que compilar). Lo podemos descargar desde sourceforge yendo a la versión que queremos descargar (siempre es mejor usar la última), y desde ahí descargar la versión para i386 o amd64. Una vez descargada, la podemos instalar con dpkg:
VirtualGL, instalará una aplicación que vale mucho más para hacer benchmarking y probar el rendimiento de las dos tarjetas. Y que, nos permitirá hacer pruebas de los métodos de transporte y ver qué va mejor en nuestro sistema. glxspheres. Podemos hacer:
.
Una vez que estamos aquí, podemos ejecutar aplicaciones utilizando VirtualGL de la siguiente forma:
Y, dentro de VirtualGL podemos utilizar varios sistemas de compresión de datos para el transporte: proxy, jpeg, rgb, xv y yuv; cada uno de ellos aumentará o disminuirá el rendimiento, funcionará mejor con algunas aplicaciones y también hará más o menos uso de CPU. El objetivo es probarlas y ver la que mejor nos funciona. Incluso podemos tener varias aplicaciones cada una utilizando un método de transporte diferente.
Para cambiar el método de transporte podemos hacer:
Y, si nos resulta mucho más útil VirtualGL que Primus, podemos definirlo en /etc/bumblebee/bumblebee.conf y ponerlas por defecto.
Ejecutar nvidia-settings
Si tenemos el driver de nvidia. ¡Qué menos que poder acceder a la configuración! Podemos hacerlo así:
optirun nvidia-settings -c :8
Ejecutar aplicaciones CUDA
Si queremos utilizar aplicaciones que utilicen CUDA. Además de tener nvidia-cuda-toolkit instalada, en el fichero /etc/bumblebee/bumblebee.conf , en el apartado KernelDriver, en lugar de cargar KernelDriver=nvidia-384 debemos cargar:
Con esto, el driver nvidia-384 se cargará automáticamente y si la aplicación que cargamos con optirun necesita CUDA, lo detectará y podrá usarlo sin problema. Probemos con Blender:
Información de la ejecución
Aunque tenemos varios applets para nuestros entornos de escritorio (y alguna aplicación para gestionar optirun, que sí que no se mantiene ya), me voy a centrar de herramientas en consola. La primera, será para ver el estado de la tarjeta discreta:
Lo podemos cambiar a mano, escribiendo "ON", "OFF" en el fichero como root, aunque Bumblebee se encargará de gestionar esto. Esta información nos vale para indicarnos si algo se ha quedado pillado o un programa que usa GPU no se ha cerrado del todo.
Lo siguiente será pedir información a optirun de la sigiente forma:
Y luego podemos conocer las aplicaciones que están utilizando este sistema con un simple ps:
Puzzle Bobble
Karate Blazers
Puzzle De Bloques
Magical Cat Adventure