Linux 命令行下如何配置nVIDIA显卡

在图形芯片领域，nVidia是一个后来者，它的历史仅相当于ATi的一半。1993年初，NVIDIA 由 Jen-Hsun Huang,，Chris Malachowsky和 Curtis Priem 三人共同创办，但是，nVidia又一度是图形处理芯片领域的最强者，nVIDIA出品的Linux驱动安装软件工具包将自动检查计算机的各种细节，并能自动安装好各种驱动程序。这里介绍一下驱动安装、升级的简单过程。Linux系统自带的驱动程序只包括了nVIDIA 2D加速，如果需要获取更好的3D加速效果，需要安装nVIDIA专用驱动软件工具包。3D 硬件加速在需要绘制三度空间对象的时候是非常宝贵的，例如游戏、三维CAD、以及 3D 成像。本文应用环境是Red Had Enterprise Linux 4.0、nVIDIA显卡型号：华硕N6200/TD/128M（6200AGP）。

一、准备工作

在配置nVIDIA显卡 之前， 您需要了解所安装的系统的下列信息：显示器规格,显示卡的芯片类型,显示卡的显存容量, 显示器的规格被 X11 用来决定显示的分辨率和刷新率。这些规格通常可以从显示器所带的文档中， 以及制造商的网站找到。 需要知道两个数字范围：垂直刷新率和水平刷新率。 显示卡的芯片类型将决定 X11 使用什么模块来驱动图形硬件。 绝大多数的硬件都能被自动检测，但是了解它在自动检测出错的时候还是很有用处的。显示卡的显存大小决定了系统支持的分辨率和颜色深度。了解这些限制非常重要。因为安装驱动程序可能需要配合核心来编译，所以会使用到内核源代码，此外，也需要编译器 ( compiler ) 的帮助，因此，先确定您的 Linux 系统当中已经下列软件的存在 ：kernel-source 、kernel 、gcc 、make。 打开一个终端，使用命令检查：

# rpm -qa | grep gcc；rpm -qa | grep make；rpm -qa | grep kernel

二、 Linux 下3D显卡相关知识

·The XFree86 Project

XFree86是由X11R6发展出来的最初专门给Intel X86 结构PC机使用的X Window的系统。而后XFree86发展成为几乎适用于所有类UNIX操作系统的X Window系统。XFree86是一个开放源代码的基于X11的桌面基础构架。Red Hat 9中使用的X Window系统就是 XFree86 4.3。XFree86从2004年发布的版本4.4起不再遵从GPL许可证发行，而是遵循新的XFree86 1.1 许可证。由于XFree86不再遵从GPL许可证发行，导致许多发行套件不再使用XFree86，转而使用Xorg。XFree86官方网站是

·The XOrg Foundation（X.org）

Xorg 是由 X.Org 基金会发行的开放源代码 X Window 系统实现的 X 服务。Xorg 遵从GPL许可证发行。Xorg 基于 XFree86 4.4RC2 和 X11R6.6 的代码。X.Org 基金会在 2004 年 4 月发布了 X11R6.7。在 2005 年 2 月发布了 X11R6.8.2。由于在XFree86 4.4最终版本采用新许可证问题上的分歧，Xorg服务器的第一个版本X11R6.7.0从XFree86 4.4 RC2派生出来，并加入了X11R6.6的一些改动。许多原先XFree86的开发者加入了这个比XFree86更开放的项目。XOrg服务器逐渐在开源Unix风格操作系统中流行。它被以下发行版本采用以代替XFree86:Gentoo Linux， Fedora Core， Slackware， SUSE， Mandrake Linux, Ubuntu Linux等。基本特色：基本和xfree86一样。已经成为主流,支持的非常的多。7.0实现模块化。7.0支持使用xgl模块,可以实现桌面3d效果,非常的不错。官方网址： 在Linux中使用以上两个组织的驱动都可以实现3D加速，自从KP和授权修改事件以来，XFree86的支持率真的是跌倒了低谷，各大发行版纷纷转向Xorg。本文以后者为准。

·3D API

API是Application Programming Interface的缩写，是应用程序接口的意思，而3D API则是指显卡与应用程序直接的接口。3D API能让编程人员所设计的3D软件只要调用其API内的程序，从而让API自动和硬件的驱动程序沟通，启动3D芯片内强大的3D图形处理功能，从而大幅度地提高了3D程序的设计效率。

如果没有3D API在开发程序时，程序员必须要了解全部的显卡特性，才能编写出与显卡完全匹配的程序，发挥出全部的显卡性能。而有了3D API这个显卡与软件直接的接口，程序员只需要编写符合接口的程序代码，就可以充分发挥显卡的不必再去了解硬件的具体性能和参数，这样就大大简化了程序开发的效率。 同样，显示芯片厂商根据标准来设计自己的硬件产品，以达到在API调用硬件资源时最优化，获得更好的性能。有了3D API，便可实现不同厂家的硬件、软件最大范围兼容。比如在最能体现3D API的游戏方面，游戏设计人员设计时，不必去考虑具体某款显卡的特性，而只是按照3D API的接口标准来开发游戏，当游戏运行时则直接通过3D API来调用显卡的硬件资源。 目前个人电脑中主要应用的3D API有DirectX和OpenGL。DirectX目前已经成为游戏的主流，市售的绝大部分主流游戏均基于DirectX开发，例如《帝国时代3》、《孤岛惊魂》、《使命召唤2》、《Half Life2》等流行的优秀游戏。而OpenGL目前则主要应用于专业的图形工作站，在游戏方面历史上也曾经和DirectX分庭抗礼，产生了一大批的优秀游戏，例如《Quake3》、《Half Life》、《荣誉勋章》的前几部、《反恐精英》等，目前在DirectX的步步进逼之下，采用OpenGL的游戏已经越来越少，但也不乏经典大作，例如基于OpenGL的《DOOM3》以及采用DOOM3引擎的《Quake4》等，无论过去还是现在，OpenGL在游戏方面的主要代表都是著名的ID Software。

OpenGL

继DirectX后，OpenGL可说是下一个最受欢迎的3D API。其实OpenGL比DirectX存在的时间更久，相对于DirectX只可以应用在微软的平台，OpenGL则可以应用在很多不同的操作系统上。目前，大多数Linux下的3D加速游戏采用的都是OpenGL，因此对于nVIDIA最新的驱动程序，只需做很小的改动就可以适于大多数的游戏。Linux下的3D API是基于OpenGL的。OpenGL是个专业的3D程序接口，是一个功能强大，调用方便的底层3D图形库。OpenGL的前身是SGI公司为其图形工作站开发的IRIS GL。IRIS GL是一个工业标准的3D图形软件接口，功能虽然强大但是移植性不好，于是SGI公司便在IRIS GL的基础上开发了OpenGL。

OpenGL的英文全称是“Open Graphics Library”，顾名思义，OpenGL便是“开放的图形程序接口”。虽然DirectX在家用市场全面领先，但在专业高端绘图领域，OpenGL是不能被取代的主角。 OpenGL是个与.硬件无关的软件接口，可以在不同的平台如Windows 95、Windows NT、Unix、Linux、MacOS、OS／2之间进行移植。因此，支持OpenGL的软件具有很好的移植性，可以获得非常广泛的应用。由于OpenGL是3D图形的底层图形库，没有提供几何实体图元，不能直接用以描述场景。但是，通过一些转换程序，可以很方便地将AutoCAD、3DS等3D图形设计软件制作的DFX和3DS模型文件转换成OpenGL的顶点数组。

OpenGL不是自由软件，它的版权、商标（OpenGL这个名字）都归SGI公司所有。但在Linux下有OpenGL的取代产品：Mesa。Mesa提供和OpenGL几乎完全一致的接口，对利用OpenGL API编程的人来说，几乎感觉不到任何差异。Mesa是遵循GPL协议（部分遵循LGPL协议）的自由软件，而且，正是由于Mesa的自由性，它在对新硬件的支持度等方面都超过了OpenGL。Mesa可以从取得。在Linux下开发OpenGL程序，最常用的工具是GLUT（The OpenGL Utility Toolkit）。它可以创建一个或多个OpenGL窗口，响应、处理用户的交互操作、简单的弹出式菜单以及一些内置的绘图和字体处理功能。GLUT和OpenGL一样，可以移植于多种平台。由于它良好的表现，现在它已经成为Mesa发布的标准套件之一。

·DRI

全称 Direct Rendering Infrastructure，是 X 窗口系统里允许应用程序以一种安全有效的方式直接访问显示设备的框架。它包括对 X 服务器，某些X客户端库和内核的改动。DRI 的第一个主要应用是创建快速的 OpenGL 实现。DRI 是 XFree86 4.x 以及其后继者 X.org 的组成部分，也是 Mesa －个 OpenGL API 的开源实现－的组成部分。有一些3D加速驱动是按照 DRI 标准写成的，包括 ATI，Matrox，3DFX 和 Intel。 DRI 最初是由 Precision Insight, Inc. (PI) 公司在 Red Hat Inc. 和 SGI 的合作和部分资助下开发的。随着 PI 被 VA Linux 所收购，以及后来 VA Linux 退出 Linux 领域，DRI 现在由Tungsten Graphics Inc.公司继续维护。该公司由当初 PI 公司的一些 DRI 开发者所创建。Tungsten Graphics 是目前所有 DRI 开发的焦点，许多开源开发者通过 sourceforge 上的 DRI 项目继续为 DRI 贡献代码

在图形芯片领域，nVidia是一个后来者，它的历史仅相当于ATi的一半。1993年初，NVIDIA 由 Jen-Hsun Huang,，Chris Malachowsky和 Curtis Priem 三人共同创办，但是，nVidia又一度是图形处理芯片领域的最强者，nVIDIA出品的Linux驱动安装软件工具包将自动检查计算机的各种细节，并能自动安装好各种驱动程序。这里介绍一下驱动安装、升级的简单过程。Linux系统自带的驱动程序只包括了nVIDIA 2D加速，如果需要获取更好的3D加速效果，需要安装nVIDIA专用驱动软件工具包。3D 硬件加速在需要绘制三度空间对象的时候是非常宝贵的，例如游戏、三维CAD、以及 3D 成像。本文应用环境是Red Had Enterprise Linux 4.0、nVIDIA显卡型号：华硕N6200/TD/128M（6200AGP）。

安装详细步骤：

命令执行后是一个绿色为主的界面，询问是否接受协议件图1。

选择“Accept”选项接受协议开始安装，见图2 。

图2 安装过程截图

　　
安装完成后系统会提示是否使用nvidia-xconfig 命令更新当前配置，此时可以放心使用因为原配置是会自动备份的，选择“yes” 选项继续见图3 。

图3 使用nvidia-xconfig 命令更新当前配置

如果出现图4界面表示配置成功。

图4 成功配置界面

4.检测启用Nvidia 驱动程序的“快写”(FastWrite)和“边带寻址”(Side Band Addressing) 功能。

SBA“边带寻址”，是指一种独立的地址和指令总线，图形控制芯片可以借助它来迅速地获取数据，而无需打断系统内存数据流的连续传输。为把AGP总线的传输效率与吞吐量都发挥到极致，AGP 2x协议把其中的地址总线从数据总线中单独分离了出来，在理论上是给AGP总线另添加了8条额外的边带线路。这8条额外的线路总称为边带地址端口(Sideband Address Port)，简称为SBA。虽然SBA采用的是8位带宽的传输界面，但它允许图形控制芯片并行地向系统内存发出新的AGP数据请求和传输指令，同时又不干扰其他数据连续不断地通过AGP总线的主32条地址数据传输线路(简称AD)。实际上，图形控制芯片也可以通过AD线路向系统内存发出新的AGP数据请求，不过这样一来，就会给AGP总线正常的数据传输增加负担，因此建议打开这8条额外的线路传输数据和指令请求。

AGP Fast Write：即AGP快写功能，开启后可以提高AGP的传输效能，让CPU不通过主内存而直接将数据写入显示卡的显存中，提高了效率。从这两个技术的分析中，我们都可以发现，边带寻址和快写功能对显卡性能的提升都一定的帮助。

想启用“快写”和“边带寻址”快写功能的前提是你的主板必须支持它，并且你要在 BIOS 中启用它，大部分主流主板支持。

（1） 查看主板支持情况使用命令：“cat /proc/driver/nvidia/agp/host－bridge”见图5 。

图5 检查主板“快写”和“边带寻址”快写功能

（2） 在启用快写和边带寻址功能前请先确认你的显卡支持它。使用命令：“cat /proc/driver/nvidia/agp/card”见图6 。

图6 检查显卡支持快写和边带寻址

（3） 如果你的显卡支持快写和边带寻址请继续做: 编辑 /etc/modules.conf加入一行：
　　Options nvidia NVreg_EnableAGPSBA=1 NVreg_EnableAGPFW=1 NVreg_ReqAGPRATE=8

（4） 重新启动计算机

（5） 现在检查快写和边带寻址功能是启用状态(Enabled)还是禁用状态)(Disabled)。

使用命令：“cat /proc/driver/nvidia/agp/status”见图7 。

图7 检查快写和边带寻址功能状态

启用“快写”和“边带寻址”可以帮助提高了虚幻竞技场, 雷神之锤3和其它第一人称视角射击游戏的 FPS数值。

到此为止我们在命令行下完成对nVIDIA显卡的驱动安装。下面将在X-Window图形界面下配置nVIDIA显卡其他功能。