GPU Unlock 开源显卡算力解锁,4090 张量吞吐实测翻倍

英伟达消费卡的张量单元出厂就被写成半速,满血性能留给价格翻几倍的专业卡。过去一个月,这把锁被连续撬开:先是矿渣 CMP 170HX 被人解出藏起来的 64GB 显存,接着 30 系恢复到对应专业卡的指令速率,上周又有人把 40 系的 Ada 芯片移植进同一个框架,4090 实测张量吞吐翻倍。全程不改驱动,不刷显卡 BIOS,跑的还是原版官方驱动。

出厂写死的半速开关

控制张量指令发射速率的是两个寄存器,编号 SS0 与 SS1,每 4 个二进制位管一类指令:最高位是覆盖开关,低三位是速率选择,000 代表全速,001 代表半速。GeForce 显卡出厂统一填半速,同一颗芯片的专业卡填全速。麻烦在于,从系统侧向这两个寄存器写入会直接无效,访问权限由另一个权限掩码寄存器把关,默认只允许显卡内部最高权限级别改写。解锁的全部内容,就是把速率字段改回 000,同时写上覆盖开关,让半速的硬件跑出设计上限。

调试固件泄密与引导器溢出

突破口在显卡的安全启动流程。原厂驱动加载一块加密的引导固件,由显卡内部的安全处理器验证并解密执行。这块固件存在一个老式缓冲区溢出,可以借返回导向编程,把固件里现成的代码片段串成可执行的指令序列。研究一块加密固件本无从下手,坏在英伟达曾同时发布调试版与正式版,而调试版用了一套公开的测试密钥加密,被人解密后反汇编,代码片段库就是这么挖出来的。最终的攻击载荷只做一次 4 字节任意写入:先把权限掩码改成全开,再由一个内核模块趁驱动加载前把两个速率寄存器写成全速,复位显卡,原版驱动照常接管。

实测数字与真实收益

4090 的 FP16 与 BF16 张量吞吐从 165.6 TF/s 提到 331.6,另一位用户独立复现拿到 320.4;4070 Ti SUPER 从 95 提到 189.9,TF32 同步翻倍;4060 Ti 16GB 与一块 Windows 平台的 4070 Ti 也有成功记录,后者矩阵运算实测快八成。真实跑分要冷静看:寄存器级发射速率翻倍,落到实际矩阵乘法只有一到三成的提升,个别大矩阵形状完全不变。INT8 与 FP8 没有任何变化,纯 FP32 游戏性能也不受影响。收益集中在 AI 训练与推理里用到 FP16、BF16 和 TF32 累加的部分,游戏玩家与多数 INT8 推理场景指望不上。

安装门槛与回滚方式

目前只有 Linux 路径:源码本地编译,构建时才下载固定版本的驱动输入并现场生成固件,仓库里不带英伟达二进制。装好后把显卡的 PCI 地址写进内核启动参数,4070 Ti SUPER 与 4060 Ti 还要追加各自的实验性开关。首次测试要求完全断电冷启动,成功标志是内核日志里的 unlocked 记录加一张健康的显卡状态输出。回滚只需从启动菜单选回原启动项,模块在参数移除后不再做任何事。需要提醒的是,除 4090 外的卡都是单卡验证,换一块主板都不保证成功,动手前务必留好原启动入口。

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