Ubuntu 20.04 Windows 双系统安装与 NVIDIA 驱动避坑

1. 为什么我选了 Ubuntu 20.04 而不是更新的 22.04/24.04

动手之前先说结论：这台机器装双系统的目的很明确，就是要跑 CUDA 相关的训练和推理任务，顺带保留 Windows 用来处理一些只能跑在 Windows 下的工程软件。目标定下来之后，选哪个 Ubuntu 版本就成了第一个需要拍板的事。

很多人第一反应是"装新不装旧"，直接上 22.04 甚至 24.04。我一开始也是这么想的，直到我把手头的几张卡和几套依赖在虚拟机里过了一遍，才发现 20.04 对老一些的 N 卡驱动和 CUDA 版本兼容性反而更省心。20.04 的长期支持周期足够长，官方仓库里 nvidia-driver 系列覆盖的版本区间也比较宽，遇到老卡不用去手动编译内核模块。

具体到我这台机器的配置，是 Intel 平台加一张算力中等偏上的独立显卡，主板固件是 UEFI 模式，开了 Secure Boot。这三条信息决定了后面几乎所有踩坑的方向：UEFI 决定分区方式必须是 GPT，Secure Boot 决定驱动签名会被校验，独显决定必须处理 NVIDIA 驱动和内核模块签名的问题。

还有一个容易被忽略的点，就是 20.04 的安装镜像下载。官网原版镜像在部分网络环境下拖得比较慢，很多人的做法是找国内镜像站，下载完务必核对 SHA256。我曾经因为一个下载不完整的镜像，装到一半报"无法读取压缩包"，来回折腾了一个多小时才发现是镜像损坏，这种低级坑其实完全可以避免。

提示：镜像下载完成后，在 Windows 下用 certutil -hashfile 文件名 SHA256 拿到的值，和官网公布的值逐位对比，比凭感觉看"文件大小差不多"靠谱得多。

另外提醒一句，双系统不是唯一选择。如果你只是想临时验证某个环境，虚拟机装 Ubuntu 反而更灵活，随时快照回滚。但涉及显卡直通、CUDA 性能这类需求，虚拟机的损耗和配置复杂度会让你怀疑人生，这时候物理双系统才是正解。这个判断在动手之前想清楚，能省掉后面一半的返工。

2. U 盘启动盘制作与 UEFI 固件里那几个必须改的设置

很多人卡在安装界面进不去，或者装完发现 Windows 启动项没了，根源往往在固件设置和启动盘制作这一步就埋下了。这一节把这块拆开讲透。

2.1 启动盘工具的选择逻辑

写盘工具有不少，我最后用的是 Rufus。选它的理由很实际：它能明确区分 MBR 和 GPT 两种分区方案，写入时还能选择"以 ISO 镜像模式写入"还是"以 DD 镜像模式写入"。Ubuntu 20.04 的镜像推荐走 DD 模式，这样写出来的盘对 UEFI 启动的支持最稳定。

如果你用的是其他工具，比如 balenaEtcher，也能用，它默认就是 DD 模式，写盘过程更傻瓜。Ventoy 是另一条路，把多个 ISO 拷进 U 盘直接启动，适合喜欢折腾多系统镜像的人，但它对 Secure Boot 的处理需要额外配置，新手不建议一上来就用。

写盘之前有一个动作必须做：把 U 盘里原来的数据备份走。写盘是整盘覆盖，没有后悔药。

2.2 Secure Boot 到底该不该关

这是双系统里争议最大的一个点。我的建议是：先留着 Secure Boot 开着装，如果装完进不去系统，再考虑关掉，而不是一上来就关。

为什么这么说。Secure Boot 的作用是校验启动阶段的签名，防止未签名的引导程序被加载。Ubuntu 20.04 的安装镜像本身是支持 Secure Boot 的，装机过程通常没问题。真正会出问题的是装完 NVIDIA 驱动之后——驱动模块默认没有签名，Secure Boot 开着就会拒绝加载，表现就是进入系统后分辨率异常、nvidia-smi报错。

处理办法有两个方向。一是彻底关闭 Secure Boot，最省事，代价是牺牲了这层校验。二是保留 Secure Boot，在装驱动时给内核模块签名，也就是走 MOK 那套流程。我在下面第 5 节会详细讲签名怎么做。

还有一点要提醒：不同主板固件里 Secure Boot 开关的位置差异很大，有的在 Security 菜单下，有的藏在 Boot 菜单里。如果找不到，直接搜你主板型号加"关闭 Secure Boot"，比在菜单里瞎翻快。

2.3 固件设置清单

进 BIOS/UEFI 之后，我会按下面这张表逐项确认，避免遗漏：

尤其注意 Fast Boot 和 SATA Mode 这两项。我见过有人装完 Ubuntu 之后 Windows 直接蓝屏，排查半天发现是装系统前顺手改了 SATA 模式。Windows 尤其对存储控制器模式敏感，这个改动两个系统都得跟着适应，能不碰就别碰。

3. 分区方案：给 Ubuntu 留多少、怎么切

分区是双系统里最容易一刀切错、后面几乎无法挽回的环节。Windows 装在整盘上的话，Ubuntu 安装器会提示"是否覆盖整个磁盘"，一旦点了，Windows 就没了。所以进安装界面之前，先在 Windows 里把空间腾出来。

3.1 在 Windows 里压缩卷

打开磁盘管理，找到系统盘，右键压缩卷。这里有个硬性限制：Windows 只能压缩到它认为"不可移动文件"之后的位置，所以实际能压缩出来的空间往往小于你预期的。如果压不动，多半是页面文件或系统还原点在占位，关掉系统保护再试。

我一般给 Ubuntu 留 200 GB 起步。跑 CUDA 的人要额外考虑：模型文件、数据集、conda 环境动辄几十个 G，200 G 只是入门。如果做深度学习，建议 400 G 以上，或者干脆单独挂一块盘给 Linux。

3.2 手动分区的切法

安装类型那一步，一定要选"其他选项"（Something else），手动指定分区。我这里的分法是这样的：

• EFI 系统分区：Windows 已经建了一个，直接复用，不要新建第二个。多 EFI 分区是两个系统互相看不见启动项的经典原因。
• 根分区 /：ext4，给 150 G 左右。
• 交换分区 swap：内存足够大（32 G 以上）的话，可以给 16 G 意思一下，或者直接用 swapfile。
• home 分区：剩下的空间全给 /home，ext4。这样以后重装系统，个人数据不会丢。

EFI 分区复用这一点我再强调一次。安装器会默认勾选一个 EFI 分区用于安装引导程序，如果它试图新建一个，说明它没认出现有的那个。这时候要手动把 Windows 的 EFI 分区设为挂载点 /boot/efi，并确保"格式化"不勾选。

3.3 引导程序装在哪

"安装启动引导器的设备"这一栏，选整块盘（比如 /dev/sda），不要选某个分区。选分区容易导致引导记录写错位置。装完之后，固件的启动菜单里应该同时能看到 Windows Boot Manager 和 ubuntu 两项，这就是理想状态。

注意：分区操作前，务必确认自己选中的空余空间来自压缩出来的那部分，而不是 Windows 分区本身。装错一次，Windows 分区被覆盖，数据恢复的成本比重新装系统高太多。

4. 装完之后第一件事：GRUB 和默认启动顺序

装完重启，如果直接进了 Ubuntu 而没看到选择菜单，别慌，这是正常现象——很多机器默认不显示 GRUB 菜单，或者超时时间设成了 0。这一节讲怎么把双系统的启动入口理顺。

4.1 让 GRUB 菜单显示出来

先确认能进系统，然后编辑 GRUB 配置。打开终端：

sudo nano /etc/default/grub

找到这两行：

GRUB_TIMEOUT_STYLE=hidden GRUB_TIMEOUT=0

改成：

GRUB_TIMEOUT_STYLE=menu GRUB_TIMEOUT=10

然后更新配置：

sudo update-grub

重启之后，你应该能看到一个菜单，里面列着 Ubuntu、Ubuntu 高级选项，以及一项形如"Windows Boot Manager"的条目。看到 Windows 这一项，说明 os-prober 成功识别到了 Windows 引导。

4.2 Windows 没出现在菜单里怎么办

这是双系统最常见的症状之一。原因通常是 os-prober 没被启用。在 20.04 上，默认安装 os-prober 可能是禁用状态，需要手动开：

sudo apt install os-prober sudo nano /etc/default/grub

在文件末尾加上：

GRUB_DISABLE_OS_PROBER=false

保存后重新sudo update-grub，观察输出里有没有出现"Found Windows Boot Manager"这类字样。如果出现了，菜单里就会多出 Windows 项。

如果还是找不到，多半是 Windows 的 EFI 引导文件位置异常，可能是装系统时引导写到了别的分区。这时候可以手动确认一下 Windows 的 EFI 文件在不在：

sudo ls /boot/efi/EFI/

正常情况下会有 Microsoft、ubuntu 两个目录。只有 ubuntu 没有 Microsoft，说明 Windows 引导文件不在这块 EFI 分区上，需要挂载对应的分区把它找出来。

4.3 设置默认启动系统

有些人希望默认进 Windows，把 Linux 当备选。做法是把菜单里的顺序调一下，或者直接改默认项。先用这个命令看各启动项的编号：

grep -E "menuentry |submenu " /boot/grub/grub.cfg

记下你想默认启动的那一项的顺序号（从 0 开始），然后编辑 /etc/default/grub：

GRUB_DEFAULT=0

把 0 换成对应编号。更稳妥的做法是用名称指定：

GRUB_DEFAULT="Windows Boot Manager (on /dev/sda1)"

名称根据你实际看到的菜单项来写。改完记得sudo update-grub。我个人习惯默认进 Ubuntu，因为大部分时间在 Linux 下干活，Windows 项放在菜单里手动选就行。

5. NVIDIA 驱动：Secure Boot 下最大的坑

前面几节都是铺垫，这一节才是真正让人抓狂的地方。Secure Boot 开着的情况下装 NVIDIA 驱动，大概率会遇到模块加载失败，nvidia-smi直接报 "NVIDIA-SMI has failed because it couldn't communicate with the NVIDIA driver"。

5.1 先看清自己踩的是哪个坑

这个报错背后至少有三种不同原因，症状相似但处理方式完全不同。先做个对照：

拿我自己遇到的那次来说，lspci | grep -i nvidia能正常列出显卡，说明硬件识别没问题，问题在驱动层。接着看内核日志：

sudo dmesg | grep -i nvidia

输出里出现了签名相关的字样，基本就实锤了——Secure Boot 拒绝了未签名的模块。

5.2 用官方仓库装驱动（推荐路径）

装驱动的路子有三条：系统附加驱动（Software & Updates 里的 Additional Drivers）、官方 runfile、以及 NVIDIA 官方 PPA。我推荐第三条，即官方仓库加 PPA，它对 Secure Boot 和 DKMS 的配合最规范。

先加 PPA 并更新：

sudo add-apt-repository ppa:graphics-drivers/ppa sudo apt update

看仓库里能装哪些版本：

ubuntu-drivers devices

输出了推荐版本之后，直接装：

sudo ubuntu-drivers autoinstall

它会自动选择推荐版本，并通过 DKMS 编译模块。DKMS 的好处是内核升级后模块会自动重编译，省得每次升级内核驱动就挂掉。

5.3 Secure Boot 下的 MOK 签名流程

如果用ubuntu-drivers autoinstall装驱动，过程中会弹出一个蓝色的配置界面，问你"是否要为内核模块设置密码以用于 Secure Boot"。这一步千万不能跳过。

流程是这样：你输入一个临时密码，装完后重启，主板会弹出一个 MOK 管理界面（MokManager），选中"Enroll MOK"→"Continue"→输入刚才那个密码，完成注册。走完这一步，驱动模块就被信任了，Secure Boot 可以继续开着。

如果当时手滑跳过了，或者没看清提示，重启后驱动不加载，可以手动补签：

sudo mokutil --import /var/lib/shim-signed/mok/MOK.der

系统会提示你设置一个密码，重启后同样进 MokManager 完成注册。注意 MOK.der 的实际路径可能因驱动版本不同而不同，找不到的话用：

sudo find / -name "MOK.der" 2>/dev/null

5.4 实在搞不定就临时关掉 Secure Boot

我不推荐一上来就关，但如果是赶时间的场景，关掉确实是成本最低的解法。进 BIOS 把 Secure Boot 设为 Disabled，重启后驱动大概率就能正常加载。验证方法是：

nvidia-smi

能出一张表，显示驱动版本、CUDA 版本、显卡型号和显存占用，就说明彻底通了。

提示：关掉 Secure Boot 后如果 Windows 侧有依赖它的服务（比如某些安全启动相关的启动保护），可能需要重新调整。改之前心里有数就行。

5.5 一个容易被忽略的收尾动作

装完驱动，别急着开工，先做两件事。一是重建 initramfs，命令是：

sudo update-initramfs -u

二是确认 glx 相关模块正常。之前提到过日志里有 "failed to load module glxserver_nvidia" 的报错，这类问题往往就是驱动装完没有更新 initramfs 造成的，更新之后重启基本能解决。我把这个动作固定成流程的一部分，后面再没踩过这个坑。

6. 两个系统互相救急：引导损坏后的修复思路

双系统用久了，迟早会遇到一个系统进不去、需要从另一个系统里动手修的情况。这种"跨系统修复"是双系统的独有场景，很多人到这一步就重装了，其实大部分情况可以救回来。

6.1 Windows 引导被打乱，怎么从 Ubuntu 修

场景是这样的：某次固件更新或者误操作之后，开机直接进 Ubuntu，Windows 项在 GRUB 里也没了。这时候先在 Ubuntu 终端确认 Windows 的 EFI 文件还在：

sudo ls /boot/efi/EFI/Microsoft/Boot/

能看到 bootmgfw.efi 这类文件，说明文件没丢，只是引导项丢了。接着重建 GRUB 配置：

sudo os-prober sudo update-grub

如果 os-prober 没找到，可以把 Windows 的引导复制一份到固件能识别的默认路径，或者用 efibootmgr 手动添加启动项：

sudo efibootmgr -c -d /dev/sda -p 1 -L "Windows Boot Manager" -l "\EFI\Microsoft\Boot\bootmgfw.efi"

这条命令的意思是在第一块盘的第一分区上，新建一个名为 Windows Boot Manager 的启动项，指向对应的 efi 文件。参数里的盘和分区号要根据实际情况改，写错了会出现一个无效启动项，用sudo efibootmgr能看到当前所有项，无效的用-b 编号 -B删掉。

6.2 Ubuntu 引导坏了，从 Windows 侧修

反过来，Ubuntu 进不去，需要从 Windows 修。这一步稍微麻烦点，因为 Windows 原生没有读取 ext4 的工具。思路是做一个 Ubuntu 的 Live USB，从中启动，挂载原系统的根分区，进行 chroot 后重装 GRUB。

先看分区结构：

sudo fdisk -l

找到原来的根分区（比如 /dev/nvme0n1p5），挂载它：

sudo mount /dev/nvme0n1p5 /mnt sudo mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/boot/efi

然后绑定必要的目录并 chroot：

for i in /dev /dev/pts /proc /sys /run; do sudo mount --bind $i /mnt$i; done sudo chroot /mnt

进到 chroot 环境后，重装 GRUB：

grub-install /dev/nvme0n1 update-grub

退出并重启，引导大概率就回来了。这套流程我在一次内核升级失败后用过一次，当时以为要重装系统，结果二十分钟就恢复了。

6.3 修复时最容易犯的错

第一个错是挂载点搞混，把 /boot/efi 挂错分区。挂错的话 grub-install 会往错误的 EFI 分区写引导文件，结果是引导修好了但另一个系统的引导被覆盖。挂载前用lsblk -f看清楚每个分区的文件系统类型，FAT32 的才是 EFI 分区。

第二个错是 chroot 之前忘了 bind /dev 和 /proc。少了这两个，grub-install 会因为找不到设备节点失败，报的错还很含糊，容易让人以为是 GRUB 本身有问题。

7. 双系统共存下的几个日常参数调整

系统跑起来之后，还有一些日常性质的调整，看似是小问题，不注意就会反复浪费你的时间。

7.1 时间差 8 小时的问题

这个几乎人人都会遇到。原因是 Windows 把 BIOS 时间当作本地时间处理，Linux 默认当作 UTC。结果就是每次切换系统，时间都要偏一次。解决方式有两个方向，我选的是改 Linux，让它和 Windows 保持一致：

timedatectl set-local-rtc 1 --adjust-system-clock

这条命令让 Linux 也把硬件时钟当本地时间。代价是夏令时切换时可能有点小问题，但对中国用户来说不涉及夏令时，实际使用中没什么影响。也可以反过来改 Windows 注册表让它用 UTC，看个人习惯。

7.2 默认启动和快速启动的配合

前面说过固件里的 Fast Boot 要关。这里补充一个 Windows 侧的设置，叫"快速启动"（Fast Startup），它和固件里的 Fast Boot 是两回事。Windows 的快速启动会让关机变成一种混合休眠状态，共享的 NTFS 分区如果被 Ubuntu 挂载，可能出现文件系统不一致甚至只读挂载的情况。

关掉它的位置在控制面板的电源选项里，找到"选择电源按钮的功能"→"更改当前不可用的设置"，把"启用快速启动"取消勾选。如果你在 Ubuntu 下挂载 Windows 分区时遇到只读或者报错，先检查这一项。

7.3 显卡驱动的版本选择心得

驱动不是越新越好。新版本驱动对老卡的支持有时会退化，而且新驱动往往绑定更新的 CUDA 版本，可能和你现有环境不兼容。我的做法是锁定一个经过实测稳定的版本，在装好之后把相关包标记为保持：

sudo apt-mark hold nvidia-driver-<版本号>

这样系统更新时不会把它顺手升上去。等真的需要新特性了，再手动解锁升级。这个习惯帮我避开了好几次"更新完驱动环境就崩"的糟心事。

如果确实是做深度学习，还要注意驱动版本和 CUDA 运行库版本的对应关系。不用死记硬背，装完驱动后nvidia-smi右上角会显示该驱动支持的最高 CUDA 版本，照这个上限去选 CUDA 工具包，基本不会出问题。

7.4 卸载 Ubuntu 的正确姿势

用一阵子之后想回退到单 Windows，也别直接格盘了事。正确的顺序是：先在 Windows 里用 efibootmgr 的 Windows 版本（bcdedit）或者 EasyUEFI 之类的工具，把 Ubuntu 的启动项删掉，确认 Windows 能独立启动；然后进磁盘管理，把 Linux 相关分区删掉，合并回 Windows 分区；最后再调整引导。顺序反了的话，先删分区会导致引导残留在 EFI 分区里，开机可能出现一个找不到系统的启动项，虽然能手动跳过，但心里膈应。

我在另一台机器上卸载 Ubuntu 时就图快，直接删了分区，结果 Windows 启动菜单里一直留着一个无效项，最后专门做了个 Live USB 用 efibootmgr 清掉的。所以这一步宁可慢一点，按顺序来。

8. 我在这套流程里总结出的几条硬经验

装了不止一次双系统之后，有几条经验我是用真金白银的时间换来的，写在这里给准备动手的人省点弯路。

第一，装系统之前把所有重要数据备份到别的物理盘上。分区操作是不可逆的，任何"我看清楚了"的自信在系统崩溃面前都不值钱。备份不是走形式，而是给自己留退路。

第二，动手前把 BIOS 里的关键设置先确认一遍再装，尤其是 SATA 模式、启动模式和 Secure Boot 这三项。这三项在装机前定好，比装完之后再来回折腾要省事十倍。

第三，驱动问题优先用官方仓库解决，别一开始就抱着 runfile 硬刚。runfile 装起来自由，但它和内核升级、Secure Boot 的配合都需要你手动维护，时间成本很高。官方仓库加 DKMS 的组合虽然版本不是最新，但胜在稳定省心。

第四，养成动手前查日志的习惯。dmesg、journalctl -b、Xorg 日志这几个地方，藏着大部分问题的答案。很多人遇到报错就上网搜，其实自己的机器早就把原因写在日志里了。看日志这个技能，比记住任何一条具体命令都有价值。

第五，双系统的价值在于两个系统都能正常用，而不是装完就完事。装完之后花点时间验证：两个系统能不能各自正常启动、互相能不能看到对方的分区、驱动有没有正常工作、时间对不对。这些验证做一遍，后面用起来才踏实。

第六，也是我觉得最重要的一条——别把双系统当成炫技。如果你的工作流里 90% 的时间只用一个系统，那另一个系统的存在意义就不大，反而会带来引导、分区、驱动上持续的小麻烦。想清楚自己到底需要不需要，比会装更重要。每次有人问我值不值得装双系统，我都会先问一句：你打算用另一个系统干什么？答不上来的，我一般建议他先用虚拟机试试水。真正需要物理双系统的场景，其实远比想象中少。