O problema é causado pelo meu comutador KVM (TRENDnet TR-409K) que não encaminha corretamente as informações DDC / EDID quando a tela está conectada ao PC e nada é confirmado quando a tela não está conectada.
Como consequência, o driver da Intel não consegue determinar as características da tela. Assim, tenho que adicionar a opção de inicialização nomodeset, que desativa o sistema KMS e, portanto, altera a resolução da tela com xrandr também. Mas pelo menos o driver Intel é capaz de inicializar quando a tela está conectada e fornece uma resolução máxima de 1280x1024. Quando não está, o driver Intel desiste e o driver VESA é iniciado com uma resolução máxima de 1024x768.
Quando inicializo com o monitor diretamente conectado ao PC (KVM removido), o driver Intel obtém todas as informações necessárias e recebo muito mais modo de exibição.
O KVM que eu usei, que é barato, não é bom o suficiente. Um bom KVM armazena em cache as informações do EDID fornecidas pelo monitor para que um PC conectado ao KVM possa obtê-lo mesmo se o monitor não estiver conectado ao PC. Esse KVM mais inteligente para uso em desktop é mais caro, é claro.
BTW, vejo o mesmo problema de resolução de tela quando inicializo meu computador com Windows 7 com a tela não conectada. Quando a tela é conectada quando é inicializada, obtenho a resolução correta de 1280x1024 e, quando não conectada quando é inicializada, obtenho uma resolução máxima de 1024x768. Agora eu entendi porque.
Eu pedi o novo switch KVM (switch kvm da Belkin SOHO) que é "mais inteligente" e é dito que ele armazena em cache as informações de DDC / EDID. Vou atualizar essa resposta com feedback o mais rápido possível.