利用冷启动时注入自定义固件解锁N卡潜力，3080TI算力提升80%

本帖最后由 kcthomlau 于 2026-10-23 10:41 编辑

https://github.com/Zagitta/gpu-unlock

Zagitta/gpu-unlock 项目技术解析

项目概述

这是一个 Linux 内核模块（纯 C 语言编写，84.6% 代码为 C），它通过在内核驱动绑定显卡之前运行一段解锁代码，来解锁 NVIDIA GA102/GA104 核心显卡（如 RTX 3090）的隐藏计算能力。它既不是 UEFI 应用，也不是修改版 NVIDIA 驱动，而是一个独立运行的内核模块。

目前 263 Star，2026 年 9 月底刚公开，非常新的项目。

核心原理：两大技术融合

项目 README 原文说得很清楚：

This Linux kernel module combines the CMP unlocker's V67/PLM technique with the pre-driver timing of the UEFI approach.

1. V67/PLM 技术（来自 CMP Unlocker）

- V67 是 NVIDIA GA102 芯片内部安全协处理器（Secure Coprocessor）上运行的一段固件。GA102 内部有多个 Falcon 核心（轻量处理器），其中一个专门负责安全启动和固件验证。
- PLM（Primary Loader Module）是进入 GPU 内部处理器的入口点。
- 通过向 GPU 的固件安全接口（FWSEC-FRTS）发送特定指令，可以在板载 ROM 验证通过后，将自定义固件加载到 GPU 的内部处理器上执行。
- 拿到 GPU 内部处理器的执行权后，就可以直接读写 GPU 的 MMIO 寄存器、配置 DMA、修改速度选择器（Speed Selectors）等底层硬件参数。

2. Pre-driver Timing（UEFI 方式的思路迁移）

- 之前的方案需要在 UEFI 阶段（操作系统启动前）运行程序来解锁，这要求用户修改启动流程，兼容性差。
- 本项目将同样的"抢先执行"思路迁移到了 Linux initramfs 阶段：将 gpu_unlock 模块打包进 initramfs，让它比 nvidia 驱动更早加载，从而在 NVIDIA 驱动绑定显卡之前完成解锁。

解锁流程详解（从源码角度）

从 unlock_610.c（50.5KB，约 1356 行核心代码）可以梳理出完整的执行链路：

Step 1：加载固件资源
模块从 initramfs 中加载多个固件二进制文件：
- booter_load_ga102.bin — 引导加载器，用于初始化和控制 GPU 内部处理器
- v67-ga102-610.43.03.bin — V67 固件镜像（从官方驱动中抽取）
- gsp_ga10x.bin — GSP（GPU System Processor）固件
- gsp_boot_ga102.bin + 描述文件 — 启动描述符

Step 2：Falcon 处理器控制
通过 MMIO 读写操作：
- 执行 falcon_reset() — 重置 GPU 内部处理器
- 执行 falcon_dma() — 通过 DMA 将代码/数据写入 GPU 内部内存
- 执行 falcon_hs() — 启动固件在 Falcon 核心上运行（Host-Start）

Step 3：写入速度选择器（Speed Selectors）
这是"解锁 GPU 潜力"的关键操作：
- SS0 = 0x88888888：选择完整的 BF16（Brain Floating Point 16-bit）计算速率。RTX 3090 正常情况下 BF16 速率被限制，写入此值后解锁到与 FP32 相同的速率
- SS1 = 0x8：4 位寄存器，具体效果在代码中标注为"未测试"（untested），可能涉及其他计算单元的速率解锁

Step 4：FLR（Function Level Reset）
执行 PCIe 功能级重置，让 GPU 回到干净的初始化状态。然后未修改的官方 NVIDIA 驱动加载并绑定显卡——驱动看到的是一张已经被解锁过的显卡，但驱动本身无需任何修改。

启动流程

开机 → initramfs 加载 → gpu_unlock 模块运行（解锁GPU）→ nvidia 驱动加载（绑定已解锁的GPU）→ 系统启动完成

用户通过内核命令行参数选择要解锁的显卡：
gpu_unlock.targets=all                   # 解锁所有 GA102/GA104 显卡
gpu_unlock.targets=0000:21:00.0          # 只解锁指定 PCI 地址的显卡
gpu_unlock.targets=0000:21:00.0,0000:22:00.0  # 多张卡

安全与限制

- 仅支持冷启动：要求完全断电重启，不支持热重启（warm reboot）。因为 GPU 必须处于"冷"状态（从未被驱动初始化过）
- 仅支持 GA102/GA104：目前只测试了 RTX 3090（GA102），GA104 和其他 GA102 变体（如 RTX A-series、数据中心卡）未被支持
- 需要 Secure Boot 关闭：加载内核模块需要禁用 Secure Boot
- 固件来源：固件文件从官方 NVIDIA 驱动包中提取，模块本身 GPL-2.0 开源，但生成的 payload 派生自 NVIDIA 固件

与 CMP Unlocker 的关系

这个项目实际上是将之前针对 NVIDIA CMP 170HX 矿卡的解锁技术（该卡本质上是阉割版 A100，GA100 核心被固件锁死了算力和显存）迁移到了消费级的 RTX 3090（GA102 核心）上。两者利用的是同一类技术路径：通过 GPU 安全协处理器的固件接口，在驱动层之前获取 GPU 内部处理器的执行权，从而修改硬件配置寄存器。

总结
维度说明
本质 Linux 内核模块，在 initramfs 阶段抢先运行
核心技术 V67 固件注入 + Falcon 处理器控制 + 速度选择器改写
解锁内容 BF16 全速率等被 NVIDIA 限制的 GPU 计算能力
优势无需修改 NVIDIA 驱动，无需 UEFI 修改，兼容标准驱动
风险需要关闭 Secure Boot，仅支持特定芯片，冷启动要求

这个项目本质上是利用 NVIDIA GPU 固件层面的设计特性（允许在安全启动流程中注入自定义固件），在操作系统驱动层之前"劫持"GPU 初始化流程，从而实现硬件潜力的解锁。属于硬件安全研究领域的有趣实践。

有用家表示解锁3080ti有有巨量性能提升

3080ti (set to 315W limited) mine went from:

BF16 71.59 TFLOP/s to 113.98
TF32 35.65 TFLOP/s to 65.28 （~80%）

Kernel 7.2.11-1-cachyos-server
Nvidia driver ver 615.78.08