註解：撰文當下Nvidia閉源驅動版本為570，測試的Linux發行版為Ubuntu 24.04 LTS。 未來Nvidia官方更新可能會解決本文所講述的諸多弊端……但願如此。黃仁勳，救救孩子。
在Linux使用Nvidia顯示卡，一定要安裝Nvidia官方發表的閉源驅動，不能使用開源驅動。這樣才能完整發揮Nvidia顯示卡的效能，並使用他們獨家的CUDA、cuDNN、TensorRT技術。
不過Linux的Nvidia驅動是出了名的難搞，如果拿它來做純GPU計算以外的用途就會問題多多。這時，大家便會想起2012年，Linus Torvalds的那個經典中指手勢。
如果你研究過Nvidia驅動問題，可能還會聽到Nouveau、NVK、NOVA這類名詞，他們又是什麼呢？
這篇文章Ivon主要討論Linux系統的Nvidia驅動問題，還有面對多種選擇的時候，應該採取哪一個方案，範圍希望涵蓋大部份發行版。為了避免文章變成純粹的靠北文，文末會提供具體解決方式。
（有人說，你不應該買對Linux支援度不佳的硬體設備，包含Nvidia顯示卡就是一例。可是呀，人不能逆流而行，很多時候為了某些技術，沒有其他選擇，所以這裡我忽略了採購Intel或AMD顯示卡的選擇。專注於採取務實的角度，解決這些問題。）
1. Linux的Nvidia驅動為什麼難搞，問題在圖形#
安裝方式繁雜、變種多等都是因素，後面會說，這裡先說Nvidia驅動造成的影響為何，為什麼難搞，問題那麼多。
不論國內外的Linux社群，都會不約而同的說Nvidia驅動問題很多。
你說不對呀，現在許多資料中心伺服器都用Nvidia顯示卡運算，如果驅動問題很多的話，那麼這些公司不就危險了。這裡我們要有個認識：資料中心跑的都是無頭的Linux伺服器，這方面的Nvidia驅動是沒有什麼太大問題的。但是若是桌面版Linux，需要輸出畫面的，就很容易遇到各種詭異圖形bug。
下圖來自Nvidia官方文件，說明了Nvidia驅動各個部位負責的部份。如果Linux伺服器只要跑CUDA計算，不需要輸出畫面，那就只要裝右下角那一塊的Nvidia Compute驅動就好了（所以你會在Ubuntu的套件庫看到-headless或-server後綴的Nvidia驅動套件）。但是對Linux桌面使用者而言，需要安裝右上角綠色區塊的驅動。那如果同時要用Nvidia驅動輸出畫面和跑CUDA計算，就是兩個都安裝了！而圖形輸出這一塊就正好是Nvidia驅動問題最多的地方。
過去Linux桌面環境使用「X伺服器」顯示圖形界面，Nvidia驅動在X11環境的桌面，比如GNOME和KDE Plasma，動不動就會碰到畫面撕裂的問題，不如Intel和AMD的驅動穩定。
而針對Linux桌面環境未來的顯示協定「Wayland合成器」，Nvidia一直在努力改善支援度，但依然問題多多，常常會遇到破圖問題，或者畫面更新率上不去。儘管Nvidia驅動在X11環境比Wayland相對穩定一些，但未來將會是Wayland的天下！
Nvidia驅動的不穩定，對日常使用Linux電腦上網和玩遊戲的用戶會造成不良的體驗，輕則畫面閃爍，重則黑螢幕。有些軟體開發者也會因為Nvidia驅動的諸多問題，乾脆兩手一攤說我們不支援，比如Steam Gamescope、Waydroid、VirGL Renderer、Sway等等。
範例：以前Wayland合成器Sway的原始碼，因為Nvidia閉源驅動問題太多，所以Sway要求使用者加入「我不會再買Nvidia顯示卡」的參數才能啟動不穩定的桌面，後來改成中性的unsupported-gpu。
再來就是Nvidia筆電的圖形問題了，搭載Intel + Nvidia或AMD + Nvidia的筆電，難以切換Nvidia作為主要計算的顯示卡，也就是說玩遊戲需要重度3D渲染的時候得手動設定Nvidia PRIME參數切換Nvidia顯示卡。
2012年Linus Torvalds在罵的就是這個功能，十年過去了這功能依然有問題，得靠社群開發的第三方解決方案才能切換主顯示卡，但依然不完美，沒有Windows系統切換那樣自然。GNOME桌面提供的解決方式是加入一按鈕，允許在雙GPU筆電手動切換為Nvidia顯示卡渲染。但KDE Plasma沒有此選項。
基本上，Nvidia驅動之所以難搞，在於他們開源的部分不足，一直都是整包式的專有驅動。Intel和AMD雖然也有閉源blob部份，但他們與社群配合度高，所以驅動都沒什麼問題，而Nvidia就相對容易爆掉，尤其Ubuntu以外的滾動更新發行版。Ubuntu、Debian、Rocky Linux、CentOS是以穩定為主的系統，更新頻率較低，Nvidia驅動相對穩定。但若遇到Arch Linux、Fedora、openSUSE Tumbleweed這些常常更新的系統，Nvidia驅動便容易出事。
或許使用Ubuntu、Pop!_OS、Zorin OS、Deepin這些把使用者照顧的服服貼貼的發行版的用戶，感受不到我說的痛苦，因為他們背後都處理好了。但當你真正跳出舒適圈，你將會見證地獄。
其實Linux的Nvidia驅動一直有在改進，我這裡講的很多現有的圖形問題，Linux社群多半也有提供解決方式(workarounds)，例如加入一些環境變數就能解決，但就是時不時出現的小bug讓人覺得很煩躁。
2. Nvidia驅動如何裝？很多種方式！#
Linux的Nvidia驅動是一個很典型的「你要聽我的還是聽他的？」兩難問題。
你應該用APT套件管理器收的.deb檔呢，還是直接用Nvidia官網.run安裝器？
你要信Ubuntu的文件？
還是Nvidia官方的原廠文件？
如果你讀過Debian Wiki，他們一定會跟你說，不要任意執行廠商的安裝器，用我們打包好的！免得搞壞系統！
Rocky Linux有多種安裝途徑：看你要從RPM Fusion還是ELRepo的社群套件庫安裝，或者用Nvidia官方的套件庫呢？
這實在難以定奪。只能粗略的說，如果你的Linux發行版夠主流，像DEB系、RPM系的發行版，有列在Nvidia官方文件的支援列表裡面，那麼依照Nvidia說明下去裝應該是沒太大問題，只要方便用套件管理員管理就行（這很重要，文章末尾會提出我的意見）。反之就得求助該發行版的Wiki，或者社區成員幫助才能搞定Nvidia驅動了！
好，那讓我們專注在Ubuntu就好。若要在Ubuntu安裝Nvidia驅動，你就有了以下選項：
- 從Ubuntu系統版本的套件庫安裝並透過DKMS裝載。也就是
apt install。這個方法通常很穩定，不過驅動版本偏舊。 - 從Ubuntu的graphics-drivers PPA安裝並透過DKMS裝載。Ubuntu團隊維護的額外套件庫，能取得最新驅動但可能不穩定。
- 從Nvidia官網下載deb檔匯入PPA安裝(Local)。即新增Nvidia維護的PPA套件庫，將完整驅動下載下來，再
apt install。 - 從Nvidia官網套件管理員匯入PPA安裝(Network)。即新增Nvidia維護的PPA套件庫，再
apt install，再從Nvida的套件庫下載驅動套件。 - 從Nvidia官網下載Runfile檔安裝。就是透過執行
.run的安裝器來安裝驅動，不建議，會無法被套件管理器追蹤。
這還只是從方法論上進行分類而已喔！如果要選擇Nvidia驅動的變種，那還有得研究呢。此外越新的Nvidia驅動版本不代表就好，可能有未經測試的bug。
當然，如果你使用ubuntu-drivers工具自動安裝驅動，那麼應該不會煩惱這個問題，它會自動挑選適合你顯示卡的穩定驅動版本。
Nvidia驅動還有很明顯的代數限制，如果是發售十年以上的舊卡就沒辦法繼續更新專有驅動了。比如GTX 10系列以前出的Nvidia舊卡，最多只能裝到470版的驅動。
這使得選取驅動版本就是個大問題，比如openSUSE就要分G04、G05、G06的套件。
Fedora更是要看你的顯示卡型號來選取適合版本的驅動套件。
就算Arch Linux只要一條pacman -S nvidia指令便能安裝Nvidia驅動，但也要是你的顯示卡不能太舊，才不會裝到不相容的最新版驅動！
比較友善的發行版嘗試解決了這個問題，像Ubuntu開發的ubuntu-drivers安裝器幫使用者節省了選版本的困難。
即使如此，要用CUDA的時候又得注意Nvidia專有驅動版本的問題，有時候得重裝來重裝去。遇到太舊的卡只能淘汰了。
3. Nvidia驅動不是只有一種！？#
Linux的Nvidia驅動大致上有兩個派別：一個是閉源，一個是開源。
在此需要知道一個觀念：Linux的驅動程式可以分為核心以及使用者空間的驅動，前者負責跟底層的硬體溝通，後者則是跟應用程式溝通。
如果兩方面的驅動開源程度高的話，Linux社群開發者便能介入，協助解決問題。但若這兩個東西都是只有Nvidia公司才知道原理的黑盒子，那就只能看使用者造化了，Nvidia公司不眷顧你的系統的話，就有可能在下次更新後開機黑螢幕。
閉源驅動#
Nvidia的閉源驅動有兩個。
最多人使用的是閉源驅動(proprietary driver)，又稱為專有驅動，乃Nvidia公司釋出的封閉原始碼軟體，由Nvidia官方維護，包括核心以及使用者空間的驅動，功能最完整，支援OpenGL與Vulkan。使用CUDA一定要裝這個驅動。
通常，你不需要到Nvidia官網下載安裝器，而是應該透過Linux發行版的套裝管理器來安裝Nvidia驅動，這樣日後才能追蹤變更。依照Ubuntu的打包方法，Nvidia閉源驅動除了一般的版本之外，還有提供headless版本，這是給伺服器專用的版本，表示不需要畫面輸出的部份。
然而就像我上面說的，Nvidia與開源社群合作關係不佳，因此在圖形方面問題多多。
2024年，Nvidia基於GSP韌體，釋出了「NVIDIA Linux open GPU kernel module」版本的驅動，簡稱nvidia-open，部份開放原始碼。不要被open的名字誤導，這裡Nvidia只有小部份的核心模組開源，其他部份使用者空間的驅動依然閉源。
要是Nvidia驅動全開源的話，CUDA護城河就要蒸發啦。
Nvidia將閉源驅動的大部分功能移植到open GPU kernel module後，便開始建議使用者安裝這個版本，不過這個驅動需要相對新穎的顯示卡才能安裝，舊卡還是只能使用閉源驅動。
開源驅動#
Nvidia的開源驅動有兩個。
為了讓Nvidia GPU開機至少有個畫面，Linux社群嘗試逆向Nvidia驅動，實現了一些開源驅動(open source driver)。
最古老的就是「Nouveau」，2012年開始開發，包括核心以及使用者空間的驅動，只有基本的OpenGL加速功能，效能也不佳。功能支援度不如Nvidia官方的閉源驅動，更不可能使用CUDA。
這東西唯一的好處是能幫舊卡續命，他們無法安裝最新Nvidia閉源驅動，有了Nouveau起碼還能做簡單的3D加速。
許多Linux發行版因為軟體授權緣故，無法內建Nvidia閉源驅動，就會使用這個驅動，讓Nvidia顯示卡開機至少能有個畫面。但通常一般人發現nouveau效能爛透了之後，便會安裝Nvidia閉源驅動取而代之，並將它列入黑名單。
是的！這裡有個雙關語：nouveau核心模組需要用modprobe.blacklist=nouveau禁止載入，否則會跟Nvidia閉源驅動衝突。大部份發行版的套件管理器會自動處理，但有時候需要使用者手動操作。
2024年，Redhat的工程師基於GSP韌體，搞了「NVK」與「NOVA」兩個專案，前者是核心驅動，後者為使用者空間驅動。
開發者使其支援Vulkan，用Rust寫的效能更好，聽說已經能玩一些Steam上的3A大作遊戲。或許有望取代nouveau，但仍處於高度實驗性狀態，沒有nouveau穩定。
4. 所以Nvidia驅動到底該怎麼選？#
Arch Wiki提供了非常詳細的表格，讓你知道手上的Nvidia顯示卡支援哪個驅動版本。這裡的資料也適用其他Linux發行版，比Nvidia官方文件容易理解。
以目前Ubuntu提供的Nvidia 570版本驅動，以及同時代的其他方案來看：
1. 穩定之選：安裝Nvidia閉源驅動與小撇步，以Ubuntu為例，適用大多數Nvidia顯示卡。推薦使用Nvidia官方套件庫的版本，並用DKMS裝載，讓它跟著Linux核心自動更新。如果你不喜歡CUDA強迫跟著更新Nvidia驅動版本的話，不妨用Nvidia Container Toolkit，在Docker裡面跑CUDA吧！
2. 次佳選擇： NVIDIA Linux open GPU kernel module，需要RTX 20系列以上的顯示卡才能安裝。推薦使用Nvidia官方套件庫的版本，並用DKMS裝載，讓它跟著Linux核心自動更新。
4. 自由軟體愛好者 ＆ 你的卡真的太老了： Nouveau。通常不需要特別安裝，沒有Nvidia閉源驅動的時候，就會自己載入了。
我個人覺得啦，Linux安裝軟體一定要用套件管理器追蹤變更，不要用官方.run安裝器，免得造成日後管理困難。
但若套件庫收的是過時的Nvidia驅動版本呢？折衷方案就是透過第三方套件庫的方式，安裝Nvidia官方發表的驅動套件，這個Ubuntu、Fedora、openSUSE都可以採用。Arch Linux就靠社群各顯神通了，AUR什麼都有。
關於Nvidia驅動安裝之後的疑難雜症，同樣也是Arch Wiki提供最多的資訊。