最近一段时间，我一直在处理 ThinkPad T570 外接副屏异常的问题。
原来的副屏是一台比较老的显示器，主要使用 VGA 接口。之前我的连接方式是 ThinkPad T570 的 HDMI 接口经过 HDMI 转 VGA 转换器，再连接副屏。
前几天副屏开始出现黑屏、无法正常恢复等问题。为了减少对原来 HDMI 转 VGA 转换器的依赖，我又购买了一根 Type-C 转 VGA 线，希望直接使用 T570 的 USB-C 接口连接副屏。
2026 年 7 月 30 日，新线到手。
原以为只是换一根线，接上以后就能够继续使用双屏。结果却发现 Ubuntu 完全没有识别到副屏。
这次排查从最开始的显示器识别，一路深入到了 Linux DRM、USB Type-C、UCSI、BIOS 和 Thunderbolt Controller。虽然最后没有恢复 Type-C 视频输出，但基本确认这已经不是一个普通的 Ubuntu 双屏配置问题。
一、新 Type-C 转 VGA 接上以后，Ubuntu 完全没有识别到副屏
首先执行：
xrandr --query
结果只看到了笔记本自身的 eDP-1 内屏，分辨率为 1920×1080，没有看到已经连接的副显示器。
由于当前 Ubuntu 使用的是 Wayland，xrandr 看到的信息并不一定能够完整代表底层物理显示接口，因此继续直接检查 Linux DRM 层：
echo "$XDG_SESSION_TYPE"
for f in /sys/class/drm/card*-*/status; do
[ -f "$f" ] || continue
printf "%-45s " "$f"
cat "$f"
done
结果确认当前会话确实是 Wayland，同时内屏 eDP-1 为 connected，而 DP-1、DP-2、HDMI-A-1 和 HDMI-A-2 全部为 disconnected。
这一步很重要，因为它说明问题并不是“Ubuntu 已经识别到了副屏，只是没有启用扩展桌面”。
实际上，Linux DRM 层根本没有检测到任何已经连接的外接显示器。
二、继续检查 USB-C：端口存在，但对端设备没有出现
随后检查 Linux 的 Type-C 子系统：
ls -la /sys/class/typec/
系统中能够看到 port0，说明 Ubuntu 已经识别到了 T570 的 USB-C 端口本身。
但是，即使 Type-C 转 VGA 已经插上，系统始终没有出现 port0-partner。
Linux Type-C 子系统在检测到连接的对端设备以后，会创建对应的 partner 对象。因此，这个现象意味着问题发生得比“显示器怎么扩展”更早：Type-C 连接本身就没有被系统完整建立。
这也不是因为 T570 的 USB-C 接口本来不能输出视频。Lenovo 官方资料明确说明，ThinkPad T570 的 USB-C 接口兼容 Thunderbolt 3，并支持供电、数据传输和视频输出。(联想支持)
三、尝试使用 Type-C 耳机验证接口
为了进一步判断 USB-C 接口是不是完全失效，我还找了一副 Type-C 耳机进行测试。
插入耳机以后，lsusb 没有出现新的 USB 音频设备，PipeWire 也没有出现新的音频输出设备。
继续查看 Type-C 对象时，仍然只有 port0，没有 port0-partner。
不过，这个测试不能作为决定性证据，因为部分 Type-C 耳机可能采用模拟音频模式，而且电脑的 USB-C 接口未必支持这种模式。
所以我没有根据耳机测试直接判断 USB-C 接口损坏，而是继续检查系统的 Type-C 驱动层。
四、UCSI 和 Type-C 驱动实际上正常
检查 USBC000:00 使用的驱动以后，可以确认它已经正确绑定到了 ucsi_acpi。
同时，ucsi_acpi、typec_ucsi、typec、thunderbolt 和 intel_wmi_thunderbolt 等相关模块都已经加载。
也就是说，目前并不是 Ubuntu 连 USB-C/UCSI 驱动都没有加载。
进一步查看启动日志，也没有发现明显的 UCSI 初始化失败。系统知道机器存在 USB-C 端口，但插入 Type-C 转 VGA 后，仍然没有产生正常的 partner 或 DisplayPort Alt Mode 连接状态。
到这里，问题已经逐渐从：
“Ubuntu 为什么不显示第二块屏幕？”
变成了：
“为什么 Type-C 转 VGA 插入以后，USB-C 连接本身都没有正常建立？”
五、排查过程中发现 BIOS 还停留在 2017 年
继续检查机器固件时，我发现这台 T570 的 BIOS 版本还是 1.23，发布日期为 2017 年 7 月 6 日。
这台机器已经使用了很多年，但 BIOS 基本一直没有更新。
随后执行：
fwupdmgr get-updates
LVFS 能够识别我的 ThinkPad T570，并且为 System Firmware 提供 1.54 更新。
更值得注意的是，在 LVFS 提供的历史更新说明中，还能够看到针对 Thunderbolt 设备识别问题的修复记录。
考虑到我当前排查的恰好就是 USB-C / Thunderbolt 相关问题，因此决定先把 BIOS 更新到较新的版本。
六、通过 fwupd 将 BIOS 从 1.23 升级到 1.54
我使用 fwupd 直接更新 T570 的 System Firmware：
sudo fwupdmgr update a4b2dfcb17ef7a2525210f83e29447d55681b12b
第一次尝试时，在下载固件阶段出现了 GnuTLS handshake failed。
由于当时还没有进入真正的 BIOS 刷写阶段，因此没有造成任何影响。重新执行一次以后，固件成功下载并安装到了待更新区域。
随后系统提示需要重启完成更新。
fwupdmgr 尝试自动重启时，又因为 systemd inhibitor 被阻止，因此最后使用正常的系统重启：
sudo reboot
重启过程中，电脑进入了 Lenovo 的固件升级流程。
最终升级成功。
再次进入 Ubuntu 检查以后，BIOS 已经从原来的 1.23 升级到了 1.54，发布日期也变成了 2023 年 7 月 14 日。
这次升级本身算是一个额外收获。即使暂时不考虑副屏问题，一台还停留在 2017 年 BIOS 的旧电脑，也确实已经有更新的必要。
不过遗憾的是，BIOS 更新完成以后重新连接 Type-C 转 VGA，副屏仍然没有被识别。
七、检查 BIOS 中的 Thunderbolt 设置
既然升级 BIOS 后问题依旧存在，我重新进入 ThinkPad Setup，检查 Config 下的 Thunderbolt 3 设置。
当前可以看到 Wake by Thunderbolt 3 为 Enabled，Security Level 为 User Authorization。
Support in Pre Boot Environment 下的 Thunderbolt device 和 USB device 都是 Disabled。
不过这两个设置控制的是操作系统启动之前是否支持相应设备，并不能很好地解释为什么进入 Ubuntu 以后热插 Type-C 转 VGA，同样完全没有连接事件。
因此，我没有为了测试而随意修改这些 Thunderbolt 安全设置。
八、Display 和 USB 设置也没有发现明显异常
随后又检查了 Config → Display。
当前 Boot Display Device 为 ThinkPad LCD，Shared Display Priority 为 Display on dock，总显存为 256MB。
这里有一个非常值得注意的信息：
Boot Display Device 本身就允许选择 USB Type-C。
也就是说，T570 的 BIOS 本身就知道这台机器能够通过 USB-C 输出显示信号，这与 Lenovo 官方文档中“USB-C 支持视频输出”的说明是一致的。(联想支持)
USB 设置也进行了检查。
USB UEFI BIOS Support 和 Always On USB 都已经启用，没有发现 USB 功能整体被关闭的问题。
九、直接让 BIOS 使用 USB Type-C 输出
为了确认问题究竟是不是 Ubuntu 导致的，我后来做了一个比较关键的测试。
在 Config → Display 中，将 Boot Display Device 从 ThinkPad LCD 改成 USB Type-C。
测试时 Type-C 转 VGA 和副屏保持连接，然后保存 BIOS 设置并重新启动。
结果是：
副屏仍然完全没有反应。
这时 Ubuntu、GNOME 和 Wayland 都还没有接管显示系统。如果 Type-C 视频输出能够在固件阶段正常工作，理论上应该有机会看到 Lenovo 启动画面，或者至少让副屏检测到视频信号。
实际却没有任何变化。
因此，这次测试进一步降低了 Ubuntu、Wayland 或 GNOME 显示设置是根本原因的可能性。
测试完成后，我又把 Boot Display Device 恢复为了 ThinkPad LCD。
十、Thunderbolt Controller 没有出现在系统中
随后继续检查 Thunderbolt：
boltctl domains -v
ls -la /sys/bus/thunderbolt/devices/
lspci -nnk | grep -A4 -Ei 'Thunderbolt|USB controller'
结果比较异常。
boltctl 没有列出任何 Thunderbolt domain，/sys/bus/thunderbolt/devices/ 也是空的，lspci 中只能看到 Intel Sunrise Point-LP USB 3.0 xHCI Controller，没有看到 Thunderbolt Controller。
不过这一步仍然不能直接宣布控制器损坏。
Thunderbolt Controller 在没有设备连接时可能因为节能而处于断电状态，因此仅凭 lspci 中看不到它，还不足以得到最终结论。
但 Lenovo 官方确实针对一批 ThinkPad 发布过 Critical 级别的 Thunderbolt 软件和固件更新公告，并明确列出了 USB-C 端口不工作、Thunderbolt Controller 在操作系统中不可见、USB-C/Thunderbolt Dock 无法识别以及 HDMI 输出不可用等症状。Lenovo 还指出，这些症状可能在正常使用一段时间以后才出现。(联想支持)
这与我当前机器表现出的部分现象已经出现了明显重合。
十一、使用 boltctl 强制让 Thunderbolt 上电
为了排除“控制器只是因为节能而没有启动”这种情况，我又检查了 boltctl 的 power 功能。
系统显示支持 force power。
于是进行了最后一个比较关键的软件测试：
boltctl power --timeout 20 &
power_pid=$!
sleep 3
boltctl power --query
boltctl domains -v
ls -la /sys/bus/thunderbolt/devices/
lspci -nnk | grep -A4 -Ei 'Thunderbolt|USB controller'
wait "$power_pid"
这次 boltctl 明确获得了 power guard，而且在测试过程中 power state 已经变成 on。
也就是说，强制上电操作本身确实执行成功了。
但是在这段强制上电时间内，boltctl domains 依然没有出现任何 Thunderbolt domain，Thunderbolt sysfs 目录仍然为空，lspci 中也没有出现 Thunderbolt Controller。
到这一步，“只是因为节能，所以平时看不到控制器”已经越来越难解释当前现象。
十二、为什么开始怀疑 T570 的 Thunderbolt / USB-C 子系统
Lenovo 针对 ThinkPad T570 的 20H9、20HA、20JW 和 20JX 机型，确实提供了单独的 Thunderbolt Firmware Update Utility。
目前官方页面列出的版本为 17.0.0.18-N1VTH09W，发布日期为 2021 年 8 月 18 日，而且更新级别被 Lenovo 标记为 Critical。(联想支持)
需要特别区分的是：
今天通过 fwupd 更新的 BIOS 1.54，与 Thunderbolt Controller 自己的 NVM 固件并不是同一个东西。
所以 BIOS 从 1.23 成功升级到 1.54以后，Type-C 视频输出仍然没有恢复，并不能证明 Thunderbolt 固件这一层没有问题。
结合目前排查得到的现象，我更倾向于认为 T570 的 USB-C / Thunderbolt 子系统本身存在异常。
但我暂时不会把结论写成“Thunderbolt 芯片已经损坏”。
目前还无法进一步区分到底属于 Thunderbolt NVM 固件异常、控制器故障、主板相关电路异常，还是其他更底层的问题。
十三、到目前为止已经排除了什么
整个排查过程看起来很长，但其实已经排除了不少最初非常容易怀疑的方向。
首先，并不是 Ubuntu 没有开启扩展显示，因为 DRM 层根本没有检测到外接显示设备。
其次，并不是单纯的 Wayland 或 xrandr 问题，因为 USB-C 连接连 port0-partner 都没有出现。
UCSI 和 Type-C 驱动也已经正常加载。
BIOS 中没有发现 Thunderbolt、USB 或显示输出被明显禁用。
BIOS 已经从 2017 年的 1.23 成功升级到 1.54，但故障仍然存在。
甚至把 BIOS 的 Boot Display Device 直接设置为 USB Type-C，在 Ubuntu 启动之前测试，副屏依然没有反应。
最后，通过 boltctl 成功强制请求 Thunderbolt 上电以后，控制器仍然没有枚举出来。
因此，目前已经很难把它看成一个普通的软件配置问题。
十四、为什么决定暂时停止继续排查
继续往下查并不是完全没有方向。
Lenovo 官方的 Thunderbolt 故障说明中，推荐安装对应的 Thunderbolt 驱动和固件；T570 也确实存在专用的 Critical Thunderbolt Firmware Update Utility。Lenovo 官方页面目前提供的是 Windows 10 64-bit 工具。(联想支持)
理论上，后面还可以准备 Windows 环境，再尝试官方 Thunderbolt 固件工具是否能够枚举 Controller，并判断 NVM 是否还能正常更新。
但问题在于，我最初真正想解决的事情非常简单：
只是希望重新正常使用双屏。
如果为了实现这个目标，还要继续准备 Windows 环境、处理 Thunderbolt NVM 固件甚至进一步判断主板硬件，那么时间成本已经开始明显超过这个需求本身。
前几天我已经围绕原来的副屏黑屏问题排查了很久，今天又继续从 Type-C 转 VGA 一直查到 Thunderbolt Controller。
所以最终还是决定及时止损。
十五、最终更倾向于重新购买一台 HDMI 副屏
目前我更倾向于重新购买一台原生支持 HDMI 的显示器作为副屏。
以后直接使用 T570 的 HDMI 接口，通过普通 HDMI 线连接显示器。
也就是：
ThinkPad T570 HDMI → HDMI 线 → 新副屏 HDMI。
这样可以同时去掉两类额外转换链路。
第一类是这次尝试的 USB-C → DisplayPort Alt Mode → VGA。
第二类是以前使用的 HDMI → VGA 转换器 → VGA。
对于一台新的副屏，我目前的要求其实并不复杂：原生支持 HDMI，1920×1080，60Hz 就已经能够满足日常双屏使用。
如果还能额外提供 DisplayPort 等数字接口当然更好，但没有必要为了这台 T570 专门追求 USB-C 视频输入。
这样以后就是纯数字视频链路，不再需要依赖 VGA 模拟信号以及额外的协议转换。
十六、这次排查最大的收获
虽然最终没有把 Type-C 转 VGA 修好，但今天的排查并不是毫无收获。
首先，这台 ThinkPad T570 原本一直使用从 2017 年留下来的 BIOS 1.23，这次已经成功升级到了 BIOS 1.54。
其次，更重要的是已经确认：当前副屏无法通过 Type-C 转 VGA 使用，并不是简单的 Ubuntu 双屏配置错误。
从 DRM、Type-C/UCSI、BIOS 启动显示输出，一直到 Thunderbolt 强制上电，排查结果都越来越指向更底层的 USB-C / Thunderbolt 链路异常。
所以暂时停止排查，并不是因为完全没有找到方向，而是因为继续修复这条老设备链路需要投入的时间已经太多。
真正的目标只是稳定使用双屏。
从这个目标出发，换一台原生 HDMI 副屏，直接使用 HDMI 数字连接，可能才是目前最简单、最省心，也最实际的方案。
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