在基于Arm的Thinkpad X13S笔记本上运行Linux

最新发布的 Armbian 有助于解决在 Arm 计算机上安装并运行 Linux 发行版的困难 —— 这是一项不小的挑战。

今年 3 月我们 评测的联想 Thinkpad X13S 第一代，是我们评估的首款主流 Arm 驱动笔记本电脑。当然，市面上确实还有其他的 Arm 笔记本，如 Pine64 的Pinebook Pro和多款基于 Arm 的 ChromeBook 等。然而，X13S 更接近常规的基于 x86 的笔记本电脑：具备优质的配置，配有 16GB 内存和 256GB 的 NVMe SSD，更重要的是，它搭载了 PC 行业标准的 UEFI 固件，这在消费级 Arm 计算机上尚属罕见。另一个好消息是，你可以禁用安全启动，这是许多 Arm 设备不支持的。十年前，这是最初的微软 Surface RT 的一个关键问题：Windows RT 一团糟，而它的固件不让你运行其他的系统。

虽然 X13S 从 2022 年 5 月就开始发售，但要让这个机器支持运行 Linux，却花费了一段不短的时间。一篇 博客文章列出一些相关问题，文章副标题 “拥抱苦难” 已经透露出难度之大。这篇文章链接了一篇有关如何在该机器上安装 Debian 的很老的指南。我们按照指南操作，尝试安装中间版的 Debian，定制内核，看起来安装成功了。

将其从 SSD 启动，着实需要巨大的努力，这涉及到进入 UEFI 固件 Shell，并手动逐个查阅 30 到 40 个条目才能找出并启用正确的 UEFI 启动条目，但经过数小时的寻找和无数次的重启，它成功工作了，Debian 能够启动。不幸的是，在启动已经安装的操作系统时，屏幕在输出几行以后就变黑了，再也没亮过。虽然操作系统还在运行，例如，按下电源键会在几秒后干净地关闭电源，但由于没有显示，甚至是文本显示也没有，我们无法配置 Wi-Fi 连接，而且该机器并没有内建的以太网接口。

随着最新固件和更新的支持，现在已经能在基于 Arm 的 Thinkpad 上使用 Ubuntu Lunar 的 GNOME 桌面环境。

此外，尚有一种 “概念版” 的 Ubuntu 23.04 “Lunar Lobster”，其开发并未完成，该公司要求我们不公开相关链接。自从我们拿到这台机器以来，已经进行了多次固件更新：最初其固件版本为 1.25，如今已经更新至 1.57。在固件版本更新到 1.49时，固件设置程序增加了一个处于测试阶段的 “Linux” 选项，并随着下一次更新，机器首次成功通过我们的 Ubuntu USB 启动盘启动。但引导过程极慢，开机至少需要 10-15 分钟，甚至更久，而且当它运行在立付Live系统模式下时，设备功能有显著限制：比如无法发出声音，Wi-Fi 仅支持 2.4GHz 等。尽管如此，它的运行效果尚可，足以完成安装。初次启动进入的是空白屏幕，然而，你可以切换到虚拟控制台，登录并从 Shell 提示符下更新操作系统。在更新并重启后，图形登录界面出现，此时我们可以正常登录，5GHz Wi-Fi 也开始正常工作。

在固件 1.56 更新阶段，Ubuntu 在这款硬件上仍有诸多限制：无声音，仅支持 Wayland，不支持 X.org。按照我们的惯例，我们安装时将 /home挂载在独立的磁盘分区中，Ubuntu 在一个只读的主目录上启动，但这导致 Ubuntu 无法保存任何设置，也未能创建常用的文件夹（如~/Documents等）。然而，执行了一条手动的chown命令后，权限问题得以解决，/home目录也得以写入。

全面更新后，就连 X.org 也能正常运行，这意味着非 GNOME 桌面可能最终也能被成功运行。

固件版本 1.57 出现在上个月，重新安装并更新 Ubuntu “Lunar” 后，声音和 X11 功能得以正常工作，这意味着非 Wayland 桌面现在也变得可行。尽管仍有一些困难，但是配备一个 USB-C 以太网适配器会有很大帮助，现在的 X13S 笔记本已经可以很好地运行 Ubuntu。相较于 Windows 运行下的状态，一个显著的差异在于，没有了 x86 模拟环境，只有原生的 Arm64 应用，机器的运行状况变得没那么热了。尽管底座会变热，但它可以放在白白的大腿上使用而不会烫到你。

甚至连声音芯片也得到了支持，我们可以播放音频并调整音量。

一个（相对）更加简单的选择是——Armbian

在 Arm 笔记本上运行 Linux 的问题在于，基于 Arm 的计算机并不仅仅是一台 CPU 类型不同的 x86 个人电脑。标准的主板和芯片组以及可替换的 GPU 是相当稀有的。大部分机器都是围绕一种高度集成的 SoC 构建的，它包含了 CPU、GPU 以及所有其他组件。

在 x86 个人电脑上，操作系统可以依赖标准固件来启动计算机，但并非所有的 Arm 设备都拥有这样的固件。制造商为每种 Arm 设备打造适合运行特定操作系统的设备，替换为另一种操作系统可能非常棘手。这就是为什么树莓派计算机系列成功的原因之一：不是因为它们特别简单，它们并不是，而是因为它们的销售量大，因此得到广泛的支持。

Armbian 项目就是对这个问题的答案。它为大量的单板计算机（SBC）——主要是 Arm 架构的，正如名字暗示的那样，虽然并非只有这些——编译了特殊的内核。在 23.08 版本（代号为Colobus）的发布时，已经列出了支持的 59 个 Arm64 设备，以及 8 个 RISC-V 的板卡，还有一个通用的 x86-64/UEFI版本。我们在去年 3 月时点评了Armbian 22.02，但我们重新回顾它，是因为这次发布包含了一个在 X13S 上的版本，即使支持仍在持续进行。

对于 x86 PC 来说，你通常从安装介质启动，然后将操作系统安装到机器的内部硬盘上。但对于 SBC 来说，更常见的是将镜像写入内存卡，然后从内存卡启动电脑，因此并无特定的安装进程。Armbian 为 X13S 提供的下载压缩后只有大约 2GB，但它包含了一个完全安装的系统，因此你至少需要一个 16GB 的 U 盘。第一次启动时，它会进入文本模式提示并要求 root 密码、用户账户的凭据，时区以及地区信息。只有在这些信息输入完毕之后，它才会加载图形桌面。

Armbian 的 Cinnamon 桌面实际上是专为 Arm64 设计的 Debian 12.1，额外附加的驱动及微调使其符合 X13s 的需要。

这套方案成功地创建了一个工作正常的系统，包括屏幕亮度调节等功能。系统重启后，我们可以连接 2.4GHz 和 5GHz 的 Wi-Fi，并以典型的 Debian 方式进行更新：使用 sudo apt update && sudo apt full-upgrade -y命令。然而，系统没有声音，而且电池支持也尚未到位：不能充电，并且电量指示器不能工作。而且，我们的 Planet Computers USB-C 集线器上的以太网端口也未被检测到。我们试图使用 armbian-installer 脚本将 Armbian 安装到 SSD，但尽管 Ubuntu 找到并将其添加到 GRUB 菜单中，Armbian 仍无法从 SSD 启动。

总结

随着时间推移，高通 Snapdragon 8cx Gen 3 平台的 Linux 支持得到了改善。在最新版本上，Ubuntu 在 X13S（内核版本 6.2）上已经可用，我们预期，随着下个月 Ubuntu 新版的发布，这种设备可能变成一个受到支持的平台。

与此同时，一些其他的发行版也在进行支持工作。虽然 Fedora 有一个 内核镜像，但目前只是停留在这个阶段。另外，openSUSE Tumbleweed 也有一个预发布镜像，但还没有安装程序，对声音以及电池也尚无支持。

OpenBSD 可以直接支持高通芯片，但是这个操作系统的常规限制，如蓝牙的全面缺失仍然存在。我们已经验证了其可以从 USB 启动并成功配置 Wi-Fi 及 USB 以太网卡，但我们并未深入尝试，因为对于删除我们当时唯一能够完全运行的操作系统——Windows，我们持保守态度。

在 Windows 11 Arm64 上的 Ubuntu 22.04 上运行的 GNOME 网络浏览器 Epiphany

当然，还有 Windows 的 Linux 服务Windows Services for Linux（WSL）。这目前是最快捷到达可工作的 Linux 系统的途径：我们试验了在 Windows 11 下的 WSL2 中运行 Ubuntu，它工作得相当完美——且带来附加优势，你明确知道你正在运行的是原生 Arm 应用，而非在耗电的模拟环境下运行的 x86 代码。然而，要注意运行 Windows 本身并不高效，如果你在后台有一些 X86 的应用，你的电池续航会严重受影响。

如果你乐意从 U 盘启动——此处我们推荐使用一个高速 USB-C 盘——那么 Armbian 就能很轻松地帮你启动，虽然有一些限制。随着新内核支持的提升，Armbian 的功能也将随之增强。

X13S 并未准备好全面采纳任何自由和开源的操作系统——例如，网络摄像头尤其仍未得到支持——但 Ubuntu 已经差不多准备好了。目前的镜像并非官方版本，但你可以在你信任的搜索引擎上找到它。如果这个方式失败，那么 Armbian 将是你的第二选择。