NVIDIA グラフィックスドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット 11.0，NVIDIA cuDNN 8.0.5 のインストール（Ubuntu 上）

Ubuntu での，NVIDIA グラフィックスドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット 10，NVIDIA cuDNN 8.0.5 のインストール手順をスクリーンショット等で説明する．

※ GPU とは，グラフィックス・プロセッシング・ユニットの略で、コンピュータグラフィックス関連の機能，乗算や加算の並列処理の機能などがある． CUDA とは，NVIDIA社が提供している GPU 用のプラットフォームである． NVIDIA 社のグラフィックスボードが持つ GPU の機能を使うとき，CUDA を利用することができる． cuDNN は，NVIDIA CUDA Deep Neural Network libraryである．

TensorFlow 2.4 GPU 版での，NVIDIA CUDA のバージョンは，11.0 が良いようである（Windows では，11.1 や 11.2 で動かすことが難しいようである）．
TensorFlow 2.3, 2.2 GPU 版での，NVIDIA CUDA のバージョンは 10.1 が指定されている．
TensorFlow 1.15 GPU 版での，NVIDIA CUDA のバージョンは 10.0 が指定されている．

OS のシステム更新
NVIDIA グラフィックスドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット11.0 のインストール
nvcc の動作確認
NVIDIA cuDNN のインストール

参考Webページ

https://www.tensorflow.org/install/gpu

OS のシステム更新

Ubuntu で OS のシステム更新を行うときは，端末で，次のコマンドを実行．

sudo apt update
sudo apt -yV upgrade
sudo /sbin/shutdown -r now

NVIDIA グラフィックスドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット11.0 のインストール

参考Webページ https://docs.nvidia.com/deploy/cuda-compatibility/index.html

NVIDIA グラフィックスボードの確認
CUDA 対応の GPU であるかを確認のため，端末で，次のコマンドを実行．
（表示が空になるときは，NVIDIAのグラフィックスボードが無い可能性がある）．
```
lspci | grep -i nvidia | grep VGA
```
NVIDIA グラフィックスボードがある場合に限り， NVIDIA CUDA ツールキット，NVIDIA cuDNN のインストールを行う．
NVIDIA CUDA ツールキットのアンインストール
Ubuntu の apt を用いて NVIDIA CUDA ツールキットがインストールされている場合には，アンイントールする．端末で，次のコマンドを実行．
```
dpkg -l | grep cuda 
sudo apt --purge remove nvidia-cuda-dev nvidia-cuda-toolkit nvidia-cuda-toolkit-gcc
sudo apt autoremove
```
カーネルヘッダーと，カーネル開発用パッケージのインストール
```
sudo apt -y install linux-headers-$(uname -r)
```
Ubuntu のバージョンを確認
端末で，次のコマンドを実行．
```
uname -m
lsb_release -sc
cat /etc/*release
```
次のようにUbuntu のバージョンが表示されるので確認する．
VERSION_ID の行などで確認できる．
NVIDIA CUDA パッケージレポジトリで，ファイル名を確認
NVIDIA CUDA パッケージレポジトリの URL: https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/

※ Linux の種類やバージョンごとに，ファイル名が違うので確認する．NVIDIA CUDA パッケージレポジトリでは， Ubuntu 以外の Linux についてのファイルも公開されている : https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/

Ubuntu 20.04 の場合は，https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/ で確認．
「.pub」という名前の付いたファイルを確認．

「.pin」という名前の付いたファイルを確認．
NVIDIA CUDA パッケージレポジトリを，Ubuntu システムに追加
端末で，次のように操作する．このとき，確認したファイル名を指定すること．
Ubuntu 20.04 の場合は，次の操作により，NVIDIA CUDA のパッケージレポジトリが Ubuntu システムに追加される．
```
sudo wget -O /etc/apt/preferences.d/cuda-repository-pin-600 https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/cuda-ubuntu2004.pin
sudo apt-key adv --fetch-keys https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/7fa2af80.pub
sudo add-apt-repository "deb http://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2004/x86_64/ /"
```
Ubuntu 18.04 の場合は，https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64/ で確認．
Ubuntu 18.04 の場合は cuda-repo パッケージをインストールする．
スクロールして「cuda-repo・・・」を探す

そして，NVIDIA CUDA パッケージレポジトリを，Ubuntu システムに追加（いま確認したファイル名のファイルを追加）．
```
cd /tmp
wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64/cuda-repo-ubuntu1804_10.1.243-1_amd64.deb
sudo dpkg -i cuda-repo-ubuntu1804_10.1.243-1_amd64.deb
sudo apt-key adv --fetch-keys https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64/7fa2af80.pub
sudo apt update
```
NVIDIA CUDA パッケージレポジトリを用いて，NVIDIA グラフィックスドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット 11.0 のインストール
Ubuntu 20.04 の場合は，次の操作により，NVIDIA グラフィックスドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット 11.0 がインストールされる．
端末で，次のコマンドを実行．
```
sudo apt -y install cuda-11-0
```

NVIDIA CUDA ツールキットにパスを通す設定

端末で，次のコマンドを実行．

export CUDA_PATH=/usr/local/cuda-11.0
echo 'export CUDA_PATH=/usr/local/cuda-11.0' >> ${HOME}/.bashrc
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda-11.0/lib64:${LD_LIBRARY_PATH}
echo 'export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda-11.0/lib64:${LD_LIBRARY_PATH}' >> ${HOME}/.bashrc
export PATH=/usr/local/cuda-11.0/bin:${PATH}
echo 'export PATH=/usr/local/cuda-11.0/bin:${PATH}' >> ${HOME}/.bashrc

インストールできたことの確認のため，CUDA ツールキットのバージョンを確認
端末で，次のコマンドを実行．
```
cat /usr/local/cuda-11.0/version.txt
```
Ubuntu システムの再起動
グラフィックスドライバが入れ変わったので，Ubuntu システムを再起動する．
端末で，次のコマンドを実行．
```
sudo /sbin/shutdown -r now
```
NVIDIA グラフィックスドライバの確認
システムの再起動後，端末で，次のコマンドを実行し，ドライバ等を確認する
先頭の「Driver Version」のところに，ドライバのバージョンが表示される．
```
nvidia-smi
```

nvcc の動作確認

nvccの動作確認のため， https://devblogs.nvidia.com/easy-introduction-cuda-c-and-c/に記載のソースコードを使用．

まず，エディタを開く（ここではエディタとして，「gedit」を使っている）．
```
gedit hello.cu
```
その後，ファイルを編集し，ファイルを保存．
ファイル hello.cu ができる．
ビルドと実行．
「nvcc hello.cu」で a.out というファイルができる．「Max error: 0.000000」と表示されればＯＫ．
```
nvcc hello.cu
```
```
./a.out
```

NVIDIA cuDNN のインストール

NVIDIA 機械学習パッケージレポジトリからダウンロードして，インストールするという手順を説明する．

NVIDIA 機械学習パッケージレポジトリの URL: https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/

Ubuntu 20.04 の場合

NVIDIA 機械学習パッケージレポジトリで，ファイル名を確認
NVIDIA 機械学習パッケージレポジトリの URL: https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/
Ubuntu 20.04 の場合は，https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/ubuntu2004/x86_64/ で確認．
スクロールして「nvidia-machine-learning-repo ・・・」を探す

NVIDIA 機械学習パッケージレポジトリを，Ubuntu システムに追加

端末で，次のように操作する．このとき，確認したファイル名を指定すること．

cd /tmp
wget https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/ubuntu2004/x86_64/nvidia-machine-learning-repo-ubuntu2004_1.0.0-1_amd64.deb
sudo dpkg -i nvidia-machine-learning-repo-ubuntu2004_1.0.0-1_amd64.deb
sudo apt-key adv --fetch-keys http://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/ubuntu1804/x86_64/7fa2af80.pub
sudo apt update

パッケージ名の確認
```
apt-cache search cudnn
```
いま確認したパッケージ名を追加し，NVIDIA cuDNN のインストール
```
sudo apt -y install libcudnn8 libcudnn8-dev
```
インストールされたパッケージの確認
```
dpkg -l | grep cuda 
```

Ubuntu 18.04 の場合

NVIDIA 機械学習パッケージレポジトリで，ファイル名を確認
NVIDIA 機械学習パッケージレポジトリの URL: https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/
Ubuntu 18.04 の場合は，https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/ubuntu1804/x86_64/ で確認．
スクロールして「nvidia-machine-learning-repo ・・・」を探す

NVIDIA 機械学習パッケージレポジトリを，Ubuntu システムに追加

端末で，次のように操作する．このとき，確認したファイル名を指定すること．

cd /tmp
wget https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/ubuntu1804/x86_64/nvidia-machine-learning-repo-ubuntu1804_1.0.0-1_amd64.deb
sudo dpkg -i nvidia-machine-learning-repo-ubuntu1804_1.0.0-1_amd64.deb
sudo apt-key adv --fetch-keys http://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/ubuntu1804/x86_64/7fa2af80.pub
sudo apt update

パッケージ名の確認
```
apt-cache search cudnn
```
いま確認したパッケージ名を追加し，NVIDIA cuDNN のインストール
```
sudo apt -y install libcudnn7 libcudnn7-dev
```
インストールされたパッケージの確認
```
dpkg -l | grep cuda 
```

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