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Linux 系统新玩法：用 NVIDIA GPU 显存作交换空间，提升可寻址内存

news 2026/6/4 11:15:21

突发：GitHub平台功能与项目介绍

GitHub平台提供了丰富的功能和多样的解决方案，涵盖AI代码创作、开发者工作流、应用程序安全等多个方面。

平台功能

在AI代码创作方面，有GitHub Copilot可借助AI编写更优质代码，GitHub Copilot应用能从问题到合并实现直接代理，MCP注册表新增集成外部工具。开发者工作流包括Actions可自动化任何工作流，Codespaces提供即时开发环境，Issues用于规划和跟踪工作，代码审查可管理代码更改。应用程序安全方面，GitHub高级安全可发现并修复漏洞，代码安全能在构建过程中保障代码安全，密钥保护可防患于未然，阻止信息泄露。探索板块可了解为何选择GitHub，查看文档、博客、更新日志和市场等。

解决方案

按公司规模划分，有企业版、中小型团队版、初创企业版和非营利组织版。按用例划分，包括应用现代化、DevSecOps、DevOps、CI/CD等，还可查看所有用例。按行业划分，涉及医疗保健、金融服务、制造业、政府机构等，也能查看所有行业。

资源

按主题探索有AI、软件开发、DevOps、安全等主题，还可查看所有主题。按类型探索包括客户案例、活动与网络研讨会、电子书与报告、商业洞察、GitHub技能等。支持与服务方面，有文档、客户支持、社区论坛、信任中心和合作伙伴等。

开源项目

社区方面有GitHub Sponsors可资助开源开发者。项目包括安全实验室、维护者社区、加速器、GitHub Stars和存档项目。仓库有主题、热门趋势和集合等。

企业版

企业解决方案有由AI驱动的开发者平台。可用附加组件包括GitHub高级安全的企业级安全功能、Copilot for Business的企业级AI功能和高级支持的企业级24/7支持。

nbd - vram项目介绍

nbd - vram项目可在Linux系统中，将NVIDIA GPU的显存（VRAM）用作交换空间，专为内存焊接且无法升级的笔记本电脑设计。

测试环境与效果

该项目已在RTX 3070笔记本电脑（GA104M，16GB物理内存，8GB显存），驱动版本580.159.03，内核版本6.17，Pop!_OS系统中测试，分配7GB用于交换空间，最终包括zram和SSD交换空间在内约46GB，可寻址内存增加了两倍。溢出顺序为先填满RAM，然后显存吸收溢出数据（速度快，通过PCIe），接着zram压缩剩余数据（使用CPU），只有在其他空间都耗尽时才使用SSD。

工作原理

一个小型守护进程通过CUDA驱动API分配显存，然后使用NBD（网络块设备）协议通过Unix套接字将其作为块设备提供服务。内核内置的 `nbd` 驱动连接到该设备，并将其暴露为 `/dev/nbdX`，之后它就是一个普通的交换设备。数据路径为：内核交换子系统 - /dev/nbdX - nbd内核驱动 - Unix套接字 - nbd - vram守护进程 - cuMemcpyHtoD/DtoH - GPU显存。此方法无需编写或维护内核模块，也无需使用NVIDIA内核符号，即使内核和驱动更新，也无需重新构建任何内容。

为何不使用NVIDIA P2P API

“显而易见”的方法是使用 `nvidia_p2p_get_pages_persistent`，它可以将显存页面固定在BAR1中，以便CPU可以通过 `ioremap_wc` 直接访问。但所有尝试此方法的现有项目都遇到了同样的问题：NVIDIA驱动在消费级GeForce GPU上返回 `EINVAL`。无论是持久还是非持久变体，以及两种标志值，情况都是如此。此功能仅在Quadro/数据中心SKU的RM级别可用，与驱动版本无关。另一种方法是不通过P2P API直接使用 `ioremap_wc` 映射BAR1物理地址，但这也不起作用。GPU的内部页表仅映射了约16 MiB的BAR1（仅显示帧缓冲区）。从其他部分读取数据返回零。`mkswap` 似乎成功了，但 `swapon` 失败，因为交换头实际上并不存在。NBD方法避免了所有这些问题。`cuMemcpyHtoD` 和 `cuMemcpyDtoH` 可以在任何支持CUDA的GPU上使用，无需任何特殊权限。

要求

该项目要求支持CUDA的NVIDIA GPU（任何消费级RTX/GTX显卡），包含 `libcuda.so.1` 的NVIDIA驱动（无需CUDA工具包），Linux内核3.0及以上版本（nbd模块，大多数发行版已内置），`nbd - client` 包，`gcc`、`make`。

安装

安装步骤为：git clone https://github.com/c0dejedi/nbd - vram；cd nbd - vram；sudo ./install.sh；sudo systemctl start vram - swap - nbd。验证命令为：swapon --show。安装时会启用该服务，因此每次启动时都会自动启动。

配置

编辑 `/etc/systemd/system/vram - swap - nbd.service`，可设置使用的显存大小和交换优先级。守护进程会先尝试请求的大小，如果GPU内存不足，则会以512 MiB为步长逐步减少。更改配置后，需运行 `sudo systemctl daemon - reload && sudo systemctl restart vram - swap - nbd`。

电源管理

安装程序在首次安装时会询问是否启用电源感知管理。如果启用，当拔掉电源（或电池电量低于阈值）时，服务会自动停止，电源恢复时会重新启动。手动执行 `systemctl stop` 始终有效，不会被覆盖。安装后若要更改设置，可编辑 `/etc/nbd - vram.conf`。更改将在下一次轮询（60秒内）生效，或者在下次插拔电源事件时立即生效。

冒烟测试

无需安装的冒烟测试命令为：sudo bash test - nbd.sh。此命令会分配显存，连接NBD设备，进行1 MiB的写入和回读检查，激活交换空间，然后打印拆除说明。如果测试实例正在运行，`install.sh` 会自动处理拆除操作。冒烟测试通过后，若要对整个分区进行压力测试，命令为：sudo bash test - fill.sh。此命令会用零填充整个显存分区，验证样本回读，然后在退出时自动恢复交换空间。

性能

通过 `test - fill.sh` 在RTX 3070笔记本电脑上进行测量（7 GiB顺序写入，4M块），顺序吞吐量约为1.3 GB/s，延迟低于NVMe，因为数据路径是通过PCIe连接到GPU，而非存储设备。对于已经使用zram的笔记本电脑，可将显存交换空间的优先级设置得更高，以便在数据溢出时先使用显存，再使用SSD。