GPU unlock

GPU unlock 是一款专为 Linux 环境设计的开源内核模块，旨在解锁英伟达30 系列消费级显卡（基于 GA102、GA103、GA104 和 GA106 架构）的 FP16 和 BF16 指令发射率，使其达到与专业级计算卡等效的性能水平。该工具通过创新的驱动前干预机制，避免了传统方法中需要手动修补每一版英伟达官方驱动的繁琐过程。

核心性能提升

通过解锁硬件层面的速度选择器，该模块能够显著提升特定精度下的浮点运算能力。根据测试数据，解锁前后的性能对比如下：

• FP16：从 87.46 TFLOPS 提升至 118.39 TFLOPS。
• BF16：从 87.50 TFLOPS 大幅提升至 157.41 TFLOPS（实现翻倍）。
• TF32：从 42.58 TFLOPS 提升至 82.61 TFLOPS。

工作原理与技术优势

GPU unlock 巧妙地结合了 CMP 解锁器的 V67/PLM 技术与 UEFI 方法的驱动前计时（pre-driver timing）。其核心工作流程如下：

1. 在未经修改的官方英伟达驱动程序绑定显卡之前，内核模块率先介入。
2. 执行解锁操作，写入速度选择器（设置 SS0 为 0x88888888 以选择完整 BF16 速率，以及 4 位 SS1 0x8 IMLA4）。
3. 执行功能级重置（FLR, Function Level Reset），随后将控制权交还给英伟达驱动。

这种设计的最大优势在于其无侵入性：它既不是独立的 UEFI 应用程序，也不需要对英伟达驱动程序进行任何二进制修补，从而确保了与新版本驱动的长期兼容性。

安装与多发行版支持

该工具提供了便捷的构建和安装流程，支持主流的 Linux 发行版：

1. 获取与构建：通过 git clone 获取源码后，运行 make install。该命令会自动检测系统（基于 /etc/os-release），并调用相应的包管理器（如 Arch 的 makepkg、Debian/Ubuntu 的 dpkg-buildpackage 或 Fedora/RHEL 的 rpmbuild）完成依赖安装、编译和打包。
2. 内核参数配置：安装后，必须通过修改内核命令行来显式启用该功能。用户需在 GRUB、systemd-boot 或 UKI 的配置中添加 gpu_unlock.targets=all（解锁所有兼容显卡），或指定特定的 PCI 地址（如 gpu_unlock.targets=0000:21:00.0）。

启动流程与高级特性

为了确保在英伟达驱动加载前执行，GPU unlock 被深度集成到系统的 initramfs 生成流程中：

• mkinitcpio：通过 drop-in 配置文件确保 gpu_unlock 模块在 nvidia 模块之前加载，最小化显示空白时间。
• initramfs-tools / dracut：自动为安装了头文件的内核构建模块，并在内核更新时重建映像。

此外，该模块具备完善的电源管理支持。在系统从挂起到 RAM（Suspend to RAM）恢复时，模块的挂起通知器会在英伟达驱动之前运行，重新解锁因断电而重置速度选择器的显卡，整个过程仅增加约一秒的恢复时间。用户也可通过内核参数 gpu_unlock.resume=0 禁用此行为。

验证与注意事项

• 结果验证：重启后，可通过 journalctl -k -b | grep gpu_unlock 查看内核日志，或使用 lspci -nnk 确认模块是否成功加载并作用于目标设备。
• 安全停用：若需停止解锁，只需从内核命令行中移除 gpu_unlock.targets= 参数，或直接卸载该软件包（会自动清理 initramfs 配置）。
• 许可与归属：内核模块代码及本地打包脚本采用 GPL-2.0-only 许可证。生成的负载源自固定的 CMP 参考，英伟达固件仍受其自身条款约束。

对于需要在 Linux 环境下进行高强度 AI 训练或科学计算的英伟达30 系列显卡用户而言，GPU unlock 提供了一个安全、高效且易于维护的性能释放方案。

GitHub上已经出现了支持40系显卡的gpu-unlock-ada和支持20系显卡的KohakUnlock