Parece que /boot/grub/grub.cfg
é gerado a partir de arquivos em /etc/grub.d
Consegui tornar a alteração permanente, substituindo neste arquivo /etc/grub.d/10_linux
da linha:
echo " gfxmode \$linux_gfx_mode" | sed "s/^/$submenu_indentation/"
com isso:
echo " gfxmode nomodeset" | sed "s/^/$submenu_indentation/"
Depois eu corri:
sudo update-grub
para gerar o novo grub.cfg