Finalmente resolvemos este problema graças à ajuda renderizada no canal de IRC #archlinux.
O problema era que, por alguma razão estranha, a inicialização do X mudaria o dispositivo de saída de áudio padrão para o meu cartão HDMI que não estava sendo usado para saída de áudio.
No Arch Linux, instalei o pacote pavucontrol
para o PulseAudio e usei-o para redefinir o dispositivo padrão para reprodução de áudio em minha placa de som on-board.