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Das NVIDIA CUDA Toolkit ist eine Softwareplattform, die Entwicklern dabei helfen soll, GPU-beschleunigte Anwendungen effizient auszuführen, indem sie die Rechenleistung von NVIDIA-GPUs nutzt.
Die Compute Unified Device Architecture (CUDA) bietet erhebliche Leistungssteigerungen, Unterstützung für heterogene Beschleunigung und Zugang zu einem breiten Ökosystem, was sie zu einer attraktiven Wahl für Entwickler macht, die rechenintensive Anwendungen beschleunigen möchten.
In diesem Tutorial geben wir Ihnen einen Überblick über CUDA und führen Sie durch die Installation von CUDA unter Ubuntu 22.04. Dazu gehören Schritte zur Installation von NVIDIA-Treibern, mit denen Sie das Rechenpotenzial Ihrer NVIDIA-GPU für anspruchsvolle Workloads ausschöpfen können.
Was ist CUDA?
CUDA ist ein Programmiermodell und eine API, die es Entwicklern ermöglicht, Code zu erstellen, der sowohl auf CPUs als auch auf GPUs ausgeführt werden kann, während der Datentransfer zwischen ihnen effizient verwaltet wird.
CUDA-Kerne sind spezialisierte Einheiten innerhalb einer GPU, die darauf ausgelegt sind, parallele Rechenaufgaben effizient zu bewältigen. Sie ermöglichen die gleichzeitige Ausführung mehrerer Threads und eignen sich daher ideal für Hochleistungsberechnungen.
Mit dem CUDA Toolkit können Sie die Leistung, Skalierbarkeit und Effizienz in verschiedenen Anwendungsbereichen verbessern, darunter Computing, Deep Learning, Computer Vision, Gaming und mehr.
Das Toolkit unterstützt Programmiersprachen wie C, C++, Fortran, Python und Java und lässt sich nahtlos in gängige Frameworks und Bibliotheken wie TensorFlow, PyTorch, OpenCV und cuDNN integrieren.
Die Vielseitigkeit von CUDA erstreckt sich über zahlreiche Branchen, darunter Gesundheitswesen, Finanzwesen, Robotik, Automobilindustrie und Unterhaltungsindustrie. Ganz gleich, ob Sie an der Beschleunigung von Bildverarbeitung, natürlicher Sprachverarbeitung, Kryptografie oder Raytracing arbeiten – das CUDA Toolkit bietet die erforderlichen Werkzeuge, um schnellere und effizientere Lösungen zu erzielen.
Das Toolkit ist mit verschiedenen Linux-Distributionen kompatibel, darunter Ubuntu, Debian, Fedora, CentOS und OpenSUSE.
Voraussetzungen
Um CUDA unter Ubuntu 22.04 zu installieren, stellen Sie bitte Folgendes sicher:
- Die neueste Version von Ubuntu ist installiert.
- Eine NVIDIA-GPU, die CUDA unterstützt.
Wie installiert man CUDA unter Ubuntu 22.04? [CUDA unter Ubuntu installieren]
Wenn Sie die unten beschriebenen Schritte ausführen, können Sie CUDA-Anwendungen kompilieren und ausführen und dabei die Parallelverarbeitungsfähigkeiten Ihrer NVIDIA-GPU nutzen. Zunächst installieren wir den NVIDIA-Treiber, gefolgt vom CUDA-Toolkit.
Schritt 1: Ubuntu-APT-Repositorys aktualisieren
Stellen Sie zunächst sicher, dass Ihr Ubuntu-System auf dem neuesten Stand ist, indem Sie die folgenden Befehle ausführen:
$ sudo apt update
$ sudo apt upgrade
Schritt 2: Empfohlene NVIDIA-Treiberpakete installieren
Installieren Sie als Nächstes das Paket „ubuntu-drivers-common“ und verwenden Sie den Befehl „ubuntu-drivers“, um die für Ihr System empfohlenen NVIDIA-Treiber zu ermitteln:
$ sudo apt install ubuntu-drivers-common
$ sudo ubuntu-drivers devices
Dieser Befehl zeigt Details zu Ihrem System an, einschließlich des GPU-Modells und des empfohlenen NVIDIA-Treibers.
Schritt 3: Installieren des NVIDIA-Treibers 535 unter Ubuntu
Um den NVIDIA-Treiber zu installieren, verwenden Sie den folgenden Befehl:
$ sudo apt install nvidia-driver-535
In einigen Fällen ist der NVIDIA-Treiber unter Ubuntu möglicherweise bereits standardmäßig vorinstalliert.
Schritt 4: System neu starten
Starten Sie Ihr System nach der Installation des Treibers neu, um sicherzustellen, dass der Treiber ordnungsgemäß geladen wird:
$ sudo reboot now
Schritt 5: Überprüfung der NVIDIA-Treiberinstallation
Vergewissern Sie sich nach dem Neustart des Systems mithilfe der NVIDIA System Management Interface (SMI), dass der Treiber korrekt installiert wurde:
$ nvidia-smi
Dieser Befehl zeigt eine Tabelle mit der Treiberversion und der CUDA-Treiber-API-Kompatibilität an. Zu diesem Zeitpunkt ist der Treiber installiert, das CUDA-Toolkit jedoch noch nicht.
Schritt 6: GCC unter Ubuntu installieren
Der GCC-Compiler ist für die Installation des CUDA-Toolkits erforderlich. Installieren Sie GCC mit dem folgenden Befehl:
$ sudo apt install gcc
Um zu überprüfen, ob GCC installiert ist, überprüfen Sie dessen Version:
$ gcc -v
Dadurch wird die installierte Version von GCC angezeigt.
Schritt 7: Installation des CUDA-Toolkits unter Ubuntu [Installation von CUDA unter Ubuntu]
Laden Sie als Nächstes das neueste CUDA-Toolkit für Ubuntu herunter und installieren Sie es. Besuchen Sie die offizielle Download-Seite des NVIDIA CUDA-Toolkits, um die für Ihr System geeignete Version zu erhalten.
Die Website enthält detaillierte Anweisungen zum Herunterladen und Installieren des Toolkits. Führen Sie für Ubuntu 22.04 die folgenden Befehle aus:
$ wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2204/x86_64/cuda-keyring_1.1-1_all.deb
$ sudo dpkg -i cuda-keyring_1.1-1_all.deb
$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get -y install cuda
Sollten während der Installation Probleme mit Abhängigkeiten auftreten, beheben Sie diese mit:
$ sudo apt --fix-broken install
Starten Sie Ihr System nach Abschluss der Installation des CUDA-Toolkits neu, um sicherzustellen, dass die erforderlichen Module geladen werden:
$ sudo reboot now
Schritt 8: Konfigurieren der Umgebungsvariablen
Um die CUDA-Installation abzuschließen, aktualisieren Sie Ihre Umgebungsvariablen gemäß den Empfehlungen in der NVIDIA-Dokumentation. Fügen Sie die folgenden Zeilen am Ende Ihrer .bashrc-Datei hinzu:
export PATH=/usr/local/cuda/bin${PATH:+:${PATH}}
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda-12.2/lib64\
${LD_LIBRARY_PATH:+:${LD_LIBRARY_PATH}}
Speichern und schließen Sie die Datei mit Strg+X und Y.
Laden Sie die aktualisierte .bashrc-Datei neu mit:
$ . ~/.bashrc
Zu diesem Zeitpunkt ist das CUDA-Toolkit vollständig installiert und konfiguriert.
Schritt 9: Überprüfen der CUDA-Version unter Ubuntu
Nachdem die Umgebung eingerichtet ist, ist es an der Zeit zu testen, ob das CUDA-Toolkit ordnungsgemäß funktioniert. Dies können Sie tun, indem Sie die Version des CUDA-Compilers nvcc überprüfen.
Führen Sie den folgenden Befehl aus, um die Installation zu überprüfen:
$ nvcc -V
Dadurch wird die Version von nvcc angezeigt und bestätigt, dass das CUDA-Toolkit erfolgreich installiert wurde.
Fazit
In diesem Tutorial haben wir gelernt, wie man CUDA unter Ubuntu installiert, zusammen mit den erforderlichen NVIDIA-Treibern und dem Toolkit. Darüber hinaus haben wir gezeigt, wie man NVCC unter Ubuntu installiert, um CUDA-Programme auszuführen. Diese Konfiguration ermöglicht es Ihnen, die volle Leistung Ihrer GPU für Aufgaben wie wissenschaftliche Simulationen und Deep Learning zu nutzen. Weitere Informationen finden Sie in der NVIDIA CUDA Zone.
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