Ubuntu 16.04系统中利用CUDA安装更新NVIDIA显卡驱动程序的方法

严正声明：本文系作者davidhopper原创，未经许可，不得转载。

在ThinkPad系列笔记本电脑中使用过Ubuntu 16.04系统的同学都知道，NVIDIA显卡驱动程序特别难安装。以我使用的ThinkPad P50s为例，显卡型号为：GM108GLM [Quadro K620M]（可以在命令终端中使用lspci | grep NVIDIA查询），按照网上大多数安装教程所示的下载.run程序安装的方法进行过N次（N>10）失败的尝试，最后几乎达到怀疑人生的地步了，其中的苦楚恐怕只有自己心里清楚。功夫不负有心人，我终于找到一种利用CUDA安装包来安装驱动的方法，操作比较简便，并且效果不错，现将操作过程记录下来，给有需要的同学参考借鉴。
虽然本文仅针对ThinkPad P50s型笔记本电脑进行介绍，但本文方法适用于所有机型，作者已在另外的台式机上进行过成功安装。

一、下载CUDA安装包

到CUDA官网下载最新的CUDA安装包，具体如下图所示：

二、禁用第三方NVIDIA显卡驱动程序`nouveau`

Ubuntu 16.04系统使用第三方驱动程序nouveau支持NVIDIA显卡，为了安装NVIDIA公司的原版驱动程序，需要将其禁用，具体方法为：使用快捷键Ctrl+Alt+T打开一个终端，使用vi编辑器在/etc/modprobe.d目录中创建文件：blacklist-nvidia.conf（文件名随便起，只要后缀为.conf并且自己觉得有意义就行）：

sudo vi /etc/modprobe.d/blacklist-nvidia.conf

文件内容如下：

blacklist nouveau
options nouveau modeset=0

然后使用如下命令更新内核信息：

sudo update-initramfs -u

注意：更改信息后一定要记得重启电脑！
整个操作如下图所示：

重启电脑后，可能无法进入图形化登录界面，症状类似如下界面，甚至可能完全黑屏：

解决方法：按快捷键Ctrl+Alt+F1至Ctrl+Alt+F6选择六个文本终端之间的任意一个，登录文本界面，然后执行第三步。

三、安装CUDA程序

在命令终端中进入步骤一下载CUDA安装包的目录，使用如下命令安装CUDA程序。因为CUDA安装包会检测更新NVIDIA显卡驱动程序，于是我们可以利用这个特性来安装显卡驱动。

sudo dpkg -i cuda-repo-ubuntu1604-9-2-local_9.2.148-1_amd64.deb
sudo apt-key add /var/cuda-repo-9-2-local/7fa2af80.pub
sudo apt-get update
sudo apt-get install cuda

四、重启电脑禁用安全启动

为了顺利应用新安装的NVIDIA显卡驱动，需要重启电脑并禁用安全启动（其实也可以不禁用安全启动，只不过签名比较麻烦，我也懒得费神去弄，如果不怕麻烦，可以参考该网页进行签名）。
禁用方法如下图所示，开机后按Enter再按F1键进入BIOS设置，将Secure Boot禁用：

五、验证驱动是否安装成功

特别注意：如果是台式机，其集成显卡和独立显卡的插孔位置不一样，在重启电脑前，需按下图所示，将显示器连接线从集成显卡接口切换到独立显卡，否则显示器将会因为接收不到显示信号而黑屏：

执行完步骤四，重新进入Ubuntu系统后，在命令终端中使用如下方法验证驱动已安装成功：

# 方法1
nvidia-smi
# 方法2
nvidia-settings

如下图所示：

六、可能存在的问题

6.1 安装显卡驱动程序后无法进入图形化界面

显卡驱动程序安装完毕重启电脑后，可能无法进入图形化登录界面，症状类似如下界面，甚至可能完全黑屏：

解决方法：按快捷键Ctrl+Alt+F1至Ctrl+Alt+F6选择六个文本终端之间的任意一个，登录文本界面，然后使用命令：

sudo nvidia-xconfig

重新生成NVIDIA显卡的配置文件信息，配置文件路径为：/etc/X11/xorg.conf，文件内容如下，注意：如果是ThinkPad笔记本电脑，这个默认生成的文件内容是错误的，如果直接使用，一定不能正常加载NVIDIA显卡驱动程序！

# nvidia-xconfig: X configuration file generated by nvidia-xconfig
# nvidia-xconfig:  version 396.37  (buildmeister@swio-display-x86-rhel47-05)  Tue Jun 12 14:50:28 PDT 2018Section "ServerLayout"Identifier     "layout"Screen      0  "nvidia" 0 0Inactive       "intel"InputDevice    "Keyboard0" "CoreKeyboard"InputDevice    "Mouse0" "CorePointer"
EndSectionSection "InputDevice"# generated from defaultIdentifier     "Keyboard0"Driver         "keyboard"
EndSectionSection "InputDevice"# generated from defaultIdentifier     "Mouse0"Driver         "mouse"Option         "Protocol" "auto"Option         "Device" "/dev/psaux"Option         "Emulate3Buttons" "no"Option         "ZAxisMapping" "4 5"
EndSectionSection "Monitor"Identifier     "Monitor0"VendorName     "Unknown"ModelName      "Unknown"HorizSync       28.0 - 33.0VertRefresh     43.0 - 72.0Option         "DPMS"
EndSectionSection "Device"Identifier     "intel"Driver         "modesetting"Option         "AccelMethod" "None"BusID          "PCI:0@0:2:0"
EndSectionSection "Device"Identifier     "nvidia"Driver         "nvidia"BusID          "PCI:6@0:0:0"
EndSectionSection "Screen"Identifier     "intel"Device         "intel"Monitor        "Monitor0"
EndSectionSection "Screen"Identifier     "nvidia"Device         "nvidia"Monitor        "Monitor0"DefaultDepth    24Option         "AllowEmptyInitialConfiguration" "on"Option         "IgnoreDisplayDevices" "CRT"Option         "ConstrainCursor" "off"SubSection     "Display"Depth       24Modes      "nvidia-auto-select"EndSubSection
EndSection

正确的配置文件内容如下所示。大家一定要在默认文件的基础上，将原文件内容修改为如下正确内容。特别注意：以下配置项中的BusID一定要使用NVIDIA默认生成的BusID，不然使用我的硬件ID，怎么可能让NVIDIA驱动你的显卡？这也就是要基于默认配置文件修改的原因。

Section "ServerLayout"Identifier "layout"Screen 0 "nvidia"Inactive "intel"
EndSectionSection "Device"Identifier "intel"Driver "modesetting"BusID "PCI:0@0:2:0"Option "AccelMethod" "None"
EndSectionSection "Screen"Identifier "intel"Device "intel"
EndSectionSection "Device"Identifier "nvidia"Driver "nvidia"BusID "PCI:6@0:0:0"Option "ConstrainCursor" "off"
EndSectionSection "Screen"Identifier "nvidia"Device "nvidia"Option "AllowEmptyInitialConfiguration" "on"Option "IgnoreDisplayDevices" "CRT"
EndSection

如果重启电脑后还是无法进入图形化登录界面，则进入文本终端后使用如下命令：

sudo rm /etc/X11/xorg.conf
sudo touch /etc/X11/xorg.conf

重新生成一个空白的X11显示配置文件，之后再重启电脑，这样就可以顺利使用系统自带的集成显卡驱动进行显示。接下来，自然就是重新安装CUDA，以便正确安装NVIDIA显卡驱动程序了。

6.2 突然断电重启电脑后NVIDIA显卡驱动程序损坏

有一次突然断电，重启电脑后，运行一个tensorflow-gpu程序时，居然报错说不是NVIDIA显卡驱动，一查居然是NVIDIA显卡驱动程序损坏，操作系统重新启用集成显卡驱动nouveau，甚至还把步骤二中创建的黑名单文件/etc/modprobe.d/blacklist-nvidia.conf都给删除了，真是让人愤怒。
解决办法：重新执行步骤二至步骤五，再次安装NVIDIA显卡驱动。

七、其他安装方法

最近在网上还看到一种通过添加ppa源的安装方法，也很简单，我在Dell台式机上已顺利安装成功，但没有在笔记本上测试过，感兴趣的同学可以尝试一下。具体操作方法如下：

7.1 查找本机显卡所需的驱动版本号

到NVIDIA驱动下载官网上，搜索你机器上NVIDIA显卡所需的驱动版本号，如下图所示：

7.2 通过添加ppa源的方法安装驱动

打开一个命令终端，使用如下命令安装驱动，安装完毕后，重启电脑即可。

sudo add-apt-repository ppa:graphics-drivers/ppa
sudo apt-get update
sudo apt-get install nvidia-390 # 此处的390要根据上面查询到的版本号适当更改