在 MacBook Pro 上配置使用外置显卡

在听说 macOS High Sierra 官方支持 eGPU 之后，便一直想买一块显卡，以弥补我用 Mac 5年以来没怎么玩过大型 3D 游戏的遗憾，顺带炼一炼丹。趁着双十一这个借口，狠下心来买了一个 eGPU 盒子和一块 1080 Ti。

不过配置显卡的过程及其复杂，为了方便他人，同时备自己不时之需，在此记录一下。

声明：这里记载的方法是我综合网上各教程得到的，可能只适用于我自己的机型和配件，仅供参考。

配置与环境

• 主机：2015款 MBP 15’，带 AMD R9 M370X 独显，以及 Intel Iris Pro 集显
• 系统：macOS High Sierra 10.13.1 / Windows 10 Fall Creator’s Update (10.0.10586)
• eGPU盒：Sonnet eGPF Breakaway Box (GPU-350W-TB3Z)
• GPU：EVGA GeForce GTX 1080 Ti SC2 (11G-P4-6593-KR)

之所以选择这个盒子，是因为苹果官方提供的开发者版 eGPU 就是基于这个盒子的。毕竟官方“认证”，用着放心一些。我买的是 350W 的盒子（因为便宜），只提供了一个 8pin 和一个 6pin 电源接口，因此必须使用同样使用这种接口的 GPU。

另外，由于这个盒子使用 Thunderbolt 3 接口且只附赠 TB3 公对公连接线，因此还需要自行购买转接器。市面上只有 TB3 公对 TB2 母的转接器，不过因为是双向的，可以搭配 TB2 公对公连接线使用。

在 Windows 上配置

不得不说，Windows 对各类硬件的支持还是完善得多。在 Windows 上配置非常简单，由于 Boot Camp 自带 TB 驱动，eGPU 盒子即插即用，只要上 NVIDIA 官网下最新驱动安装即可。

不过这里有一个很坑的地方：MBP 的两个 TB2 接口是不一样的。具体有什么差别我也没查到，但是我的盒子只有插在靠近电源一侧的接口才可以正常工作。如果插在另一个接口，虽然可以正常识别，但是 GeForce Experience 在驱动安装完成后仍然会提示需要安装驱动，无法使用。

使用内置显示器

如果使用外接显示器的话，至此已经可以正常使用了。但是我们可以通过进一步的配置，让内置显示器使用外接显卡渲染。这一部分的原理似乎是，在 Mac 启动时会检测是否存在独立显卡，如果存在则不会使用集成显卡。但是为了使用 NVIDIA Optimus 来让 GPU 为内置显示器渲染，则需要让集成显卡保持运行。

具体描述请参见链接¹。

第一步：设置启动盘

这一步需要在 macOS 中完成。在 System Preferences（系统偏好设置） > Startup Disk（启动盘）中，选择 Windows BOOTCAMP 分区作为启动盘，并重启。

如果选项中没有 BOOTCAMP 分区，可能是因为第三方 NTFS 驱动（比如我使用的 Turexa NTFS）挂载了分区。以 Turexa NTFS 为例，在其设置页面中的 Volumes 页选择 BOOTCAMP 分区，勾选“Disable Turexa NTFS”，并在 Disk Utility 中卸载再挂载分区即可。

第二步：创建 USB 引导盘

这一步是为了假装是 macOS 启动。你需要一个容量不超过 4GB 的U盘，并将其格式化为 FAT 格式。如果手头只有大容量U盘，可以通过以下操作来划分一块 4GB 的分区：

1. 以管理员权限运行 diskpart；
2. 执行 list disk，记下U盘对应的磁盘编号（假设为 Disk 1）；
3. 执行 select disk 1；
4. 执行 clean，这将抹除U盘上所有的数据，并删除分区表；
5. 执行 create partition primary size=4000，这将创建一个 4GB 的主分区；这一步操作后系统可能会弹出对话框询问是否需要格式化，关闭即可；
6. 执行 format fs=fat quick，这将快速格式化分区为 FAT 格式；
7. 执行 assign letter = D，这将为分区分配盘符 D ，以访问文件系统。

当然，更简单的办法应该是在 macOS 下使用 Disk Utility（磁盘工具）完成上述操作。

之后，下载 apple_set_os.efi。在U盘根目录下创建目录 /EFI/Boot，并将下载的文件重命名为 bootx64.efi 放在目录中。

第三步：执行 gpu-switch

下载 gpu-switch 的 Windows 版本。它的作用是在下次启动系统时使用集成显卡。以管理员权限执行 integrated.bat 即可。

第四步：通过 EFI Boot 引导

重新启动，在开机时按住左 option 键，选择 EFI Boot 启动。此时内置显示屏就是外接显卡渲染的啦。

为了验证这一点，可以在桌面右键菜单中打开 NVIDIA Control Panel。如果右键菜单中没有这一项，或者点击后弹出“没有使用 NVIDIA GPU 的显示器”，则说明配置不成功。

在 macOS 上配置

现在 macOS 上已经有了 NVIDIA 的官方驱动支持。目前最新的 WebDriver 版本号为 378.10.10.10.20.107，可以在 NVIDIA 官方网站上下载。同时需要安装对应的 CUDA 驱动。

如果要在 NVIDIA 官网搜索最新版本的 macOS 驱动，则需要在产品系列选择“GeForce 600 Series”，操作系统选择“Show all Operating Systems”，然后选择对应的 macOS 系统版本。这是因为该驱动目前只为该系列显卡提供正式支持，对较新的显卡的支持还在 beta 阶段。

需要注意的是，安装驱动时需要开启 System Integrity Protection（SIP）。具体方法是在开机进入 macOS 系统前按住 Cmd+R 进入恢复模式，打开命令行执行 csrutil enable。同理，执行 csrutil disable则可以关闭 SIP。如果没有手动关闭过 SIP的话，默认状态下 SIP是开启的。

为了使用外置 GPU，还需要做一些附加的配置。下载 NVIDIAEGPUSupport，并在关闭 SIP 的情况下安装。详细信息可以参考连接²。

不过这时，如果在启动时连接了 eGPU，则进入登录界面后会花屏。如果在启动后连接 eGPU，在系统信息中的显卡信息处只能看到“NVIDIA Chip Model”，并不会显示具体型号。解决方法和 Windows 部分使用内置显示器的方法类似：将启动盘设为 macOS 分区，执行 macOS 下的 gpu-switch，然后重启时从 EFI Boot 启动。此时可以正常进入登录界面，登录后可以使用 CUDA-Z 检测 GPU。

需要强调的一点是：目前 macOS 不完全支持热拔插。在连接 eGPU 后断开可能导致黑屏、重启、显示“五国语言”错误界面等。

使用内置显示器

至此，虽然使用了 Windows 部分的方法，但仍然没有让内置显示器用上 eGPU。在关于本机的页面中，Built-in Display 下面显示的仍然是 Intel Iris Pro 内置显卡。

链接³中给出了一种方法，需要用到一个 HDMI 的“空插头”。因为手头没有这种插头，我没有尝试，等以后试过了再更新这一部分。

关于 Thunderbolt 2 的性能损失

在整个显卡→PCI-E→TB3→TB2→主机的数据通道中，各部分的理论最大带宽为：

• PCI-E：126Gbps
• TB3：32Gbps
• TB2：16Gbps

因此 TB2 成为了瓶颈。实际测试在 macOS 下，传输速度约为 1200MB/s，也就是 9.6Gbps。如果使用内置显示器的话，速度会更低。根据链接⁴中的测试，在 TB2 连接下使用 GTX 1080 大概会有 40% 的性能损失，使用外置显示器可以将损失减小到 20%。

另外，链接⁵中指出性能损失可能也部分来自于 apple_set_os.efi，并给出了一个解决方法。我没有仔细阅读，大家可以自行参考。

就游戏体验来说，即便只有60%的性能，大部分游戏也绰绰有余了。在 Windows 下使用 1920x1600 分辨率运行的 NieR:Automata，在开启最高画质、关闭垂直同步时仍然较为流畅（主观感受，没有实际测过帧率）。对我来说大概够了。

另一方面，对于炼丹而言，计算耗时应该远高于传输耗时，因此瓶颈影响不大。不过这也只是我的猜想，还没有实测过。

参考链接