MacBook外置顯卡eGPU折騰筆記

硬件選購

當今市場上個人電腦的獨立顯卡，基本上能選的只有NVIDIA和AMD了，如果你想買外置顯卡來打游戲的話，NVIDIA和AMD的都可以，但如果是像我一樣准備用來做深度學習加速的，那最好還是選擇NVIDIA了。

另外，如果要用來做深度學習加速，一定要查看英偉達官方網站，必須是支持CUDA的顯卡才行，因為現在大多數的深度學習框架，底層都是調用GPU的CUDA編程接口。

不過大家也不用擔心需要多么昂貴的顯卡，GeForce GTX 9XX，GeForce GTX 10XX的顯卡基本上都是支持的，具體購買之前去官方網站再核實一下即可。

因為本文的經驗來自於MacBook Pro，所以，以下着重介紹MacBook Pro安裝、配置外置顯卡的一些信息。Windows下依然也可以使用外置顯卡的，而且性能損失更少。

電腦

對比較新的筆記本而言，要配置外置顯卡，最佳的途徑非Thunderbolt接口（也稱雷電接口）莫屬，這個接口一共分3代，從2016年以后的蘋果筆記本電腦，包括MacBook Pro、MacBook上面配置的，都是第三代的雷電接口，這個接口速度極快，因此提供了擴展顯卡的可能性，接口的形狀與USB 3.1的形狀一樣，現在很多PC筆記本也配備了這個接口，但一定要注意了，有些電腦上也有這個形狀的接口，但並不是雷電3接口，而只是USB接口，如果想給PC筆記本擴展顯卡，一定要看清楚了，雷電接口的旁邊一般有一個閃電的標志。這三代雷電接口的傳輸速率、形狀等信息，可以參考這個網站：https://egpu.io/setup-guide-external-graphics-card-mac/#tb3-enclosures。

2016年末和以后的MacBook Pro 15英寸（注意，只是15英寸哦）的筆記本更為牛X，雷電接口直接是與CPU相連的，能夠獲得最大的連接速度。以下是來自egpu.io的一張架構圖：

本人使用的電腦是MacBook Pro 13英寸2017年中款，其他型號的可以相應借鑒，但如果型號太老，選購外置顯卡時，就需要考慮是雷電2還是雷電3的接口了，或者購買雷電3轉接雷電2的線。

外置顯卡

如下是egpu.io列出的一些當前市面上可以購買的外置顯卡/顯卡盒：

注意：外置顯卡通常由一個外置顯卡盒與顯卡兩部分組成，顯卡通常就是正常的台式機顯卡，而外置顯卡盒只是提供了顯卡插槽，並提供了相應的接口與電腦連接。
大家可以點擊The Beginner’s eGPU Setup Guide for Mac查看各個這些顯卡的詳細信息，有些只是一個顯卡盒，而顯卡需要單獨購買。
另外，蘋果最新的操作系統macOS High Sierra宣布支持外置顯卡，但真正到可用的程度，預計要到2018年春季，所以，不想吃螃蟹的同學，可以再等等，蘋果現在官方宣布支持的外置顯卡是Sonnet Breakaway，在顯卡的開發者套件里面，國內現在沒有正式發售，另外，蘋果的開發者套件里面，這個外置顯卡配備的是AMD Radeon RX 580。

本人購買的是技嘉Aorus Gaming Box GTX1080，算是小小的冒險，因為這款顯卡官方明確說只支持Windows系統，在買回來的最初幾天里，遇到各種問題，曾一度非常失落，但最終也算是一一搞定了。

以下是我的MacBook Pro連接外置顯卡的圖：

這款外置顯卡本身是為游戲玩家設計的，所以左側還有一些彩燈，在Windows平台下，可以通過安裝軟件調整效果。

另外，這款外置顯卡是mini版的，也就意味着跟正常大小的台式機顯卡尺寸是不同的，目前我還不清楚能否用在台式機上。

NOTE：這款外置顯卡非常小巧，還配備了一個包，具有很強的便攜性，但如果將來打算把里面的顯卡用在台式機上，估計會有點困難，建議有選購需求的同學不要像我一樣。可以選購AKiTio Node這樣的外置顯卡盒，然后再單獨選購桌面版的顯卡，這樣如果不想使用外置顯卡了，直接換到台式機上即可。

安裝

以下以macOS High Sierra系統下安裝為例，雖然網上也有個別在macOS Sierra系統下安裝成功的，但能找到的資料非常少，而且本人經過多次嘗試，系統都無法識別顯卡。

另外，使用BootCamp在Windows下安裝估計也是很多人能想到的一個解決方案，但我購買的這款外置顯卡這樣安裝依然不行，在Windows 10下，系統找到顯卡后，開始安裝驅動，然后重啟，但系統一直停留在視窗圖標那，並且圖標還不斷閃爍。經過多次嘗試，均已失敗告終，其中有一次，下方出現類似"installing driver, please wait"的提示，但等了大概1個小時依然如此，只能強制重啟，而且即使把外置顯卡拔了，Windows的視窗圖標依然會閃爍，更詭異的是，重啟到macOS系統下，依然會有一個幽靈般的藍色視窗圖標在屏幕中間閃爍，給人的感覺好像是把硬件搞壞了，這個問題，國外也有人遇到過，並且根據描述，這類問題，蘋果的天才吧是解決不了的。我當時遇到這個問題心情也是極度郁悶的，最終只得使用TimeMachine恢復系統，不過如此折騰過幾次，感覺好像耐心等待幾個小時也會自然恢復，具體沒有經過測試。

這個鏈接介紹了如何使用Bootcamp安裝這款顯卡：
https://egpu.io/bootcamp-setup-guide-tb3-macbook-pro/

注意，在蘋果官方正式支持NVIDIA顯卡之前，安裝是有風險的，尤其是使用BootCamp在Windows下安裝，請大家慎重操作，提前做好備份。

安裝步驟

下面正式進入安裝環節，插入外置顯卡，然后依次完成如下步驟：

第一步，禁用SIP

重啟macOS，在啟動的過程中，按住Command - R，進入恢復模式，然后點擊菜單欄中的實用工具，選擇終端，然后在里面輸入如下命令：

csrutil enable --without kext

或者

csrutil disable

然后重啟系統，正常啟動即可

第二步，安裝驅動

可以使用egpu.io中提供的驅動（注意操作系統版本要匹配），或者使用如下命令安裝：

curl -o ~/Desktop/automate-eGPU.sh https://raw.githubusercontent.com/goalque/automate-eGPU/master/automate-eGPU.sh && chmod +x ~/Desktop/automate-eGPU.sh && cd ~/Desktop && sudo ./automate-eGPU.sh

按照腳本的提示下載驅動、重啟即可

查看安裝情況

驅動安裝完成后，會在系統右側菜單條中多出一個圖標，如下圖所示：

可以查看系統偏好設置，以確認安裝是有效的：

系統偏好設置

打開系統偏好設置，點擊右下角的NVIDIA Driver Manager

如果出來的界面能看到自己的顯卡，說明安裝成功了，如下圖所示：

關於熱插拔

現在幾乎只有蘋果官方宣稱支持的Sonnet Breakaway Radeon RX 580可以支持熱插拔，其他的顯卡最好還是使用系統菜單欄中的顯卡切換按鈕切換后再拔，我的外置顯卡在macOS下拔出后，系統會死機，網上其他人也都反映過有這個問題。

小結

在macOS High Sierra下安裝相對來說還是很容易的，大家也可以參考以下兩篇文章，進行安裝：

• https://egpu.io/forums/mac-setup/wip-nvidia-egpu-support-for-high-sierra/
• https://9to5mac.com/2017/04/19/akitio-node-gtx-1080-ti-gpu-macbook-pro-gaming-egpu/

性能測試

既然外置顯卡已經安裝好了，怎么着也得測試一下性能，以下是使用GeekBench 4進行測試的結果，可以想見的結果是，外置顯卡必然會有一些性能損失的，只是看損失多少的問題。

OpenCL性能測試

選擇GTX 1080進行測試

測試結果

看完這個結果，我只想說，我真能浪費錢，花GTX 1080的錢，買到了比GTX 1060稍微好了一丟丟的性能😂

Metal性能測試

Metal是蘋果的一套新的圖形API，這個測試應該是只在macOS環境下有的。

選擇GTX 1080進行測試

測試結果

奇怪為什么對比的結果里面都只有一堆移動設備？

不過看到這個結果，感覺心情稍微好了一點，要知道12英寸的iPad Pro出來的時候，圖形性能號稱超越MacBook Pro，但在這個結果面前，真的是被秒成渣了。

性能損耗問題

從我個人的測試結果來看，當前的整套環境，性能損耗還是相當嚴重的，9to5mac也做過類似評測，結果同樣是性能損耗嚴重，不過好在Windows下的損耗不那么嚴重，這也就意味着不是受限於硬件連接速度，而是macOS的優化不到位，希望2018年春季蘋果的更新能夠解決這個問題。

總結

顯卡算是安裝好了，如果是打游戲的話呢，基本山可以到此為止了，但如果想用來加速深度學習，那使用CUDA是必不可少的了，下篇文章會介紹在macOS下安裝CUDA，編譯CUDA的Sample，以及編譯1.5版的TensorFlow。

用來打游戲的同學注意了：直接將外置顯示器與外置顯卡相連，這樣肯定是沒有問題的，但能否對筆記本本身的顯示加速，我也沒有經過測試，但這篇文章How to: eGPU-Accelerated Internal Display in macOS給出了解決方案，大家可以參考。