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金子邦彦研究室

NVIDIA ドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット 11.8，NVIDIA cuDNN v8.6 のインストールと動作確認（Windows 上）

NVIDIA ドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット 11.8，NVIDIA cuDNN v8.6 のインストールについて

GPU 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． NVIDIA CUDA ツールキット 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・カードが持つ GPU の機能を使うとき，NVIDIA CUDA ツールキット を利用することができる．

TensorFlow, PyTorch が必要とするNVIDIA CUDA ツールキットとNVIDIA cuDNN のバージョンの確認

• TensorFlow のバージョンは何でもよい場合（TensorFlow の特定のバージョンを必要としない場合，あるいは，TensorFlow を必要としない場合）

  2022年10月時点では TensorFlow の最新版は 2.10 である． そして，TensorFlow 2.10 は問題なく動作するので，必要なら 2.10 を使うことにする．

  TensorFlow 2.10 を動作させるために， NVIDIA CUDA ツールキット11.8, NVIDIA cuDNN 8.6 (2022/10時点) を使う．

  その根拠：

  • TensorFlow 2.10 の動作に cudart64_110.dll, cusolver64_11.dll, cudnn64_8.dll が必要である．
  • そのために，最新の NVIDIA cuDNNを使う．
  • そして，最新の NVIDIA cuDNNが対応している NVIDIA CUDA ツールキットは， NVIDIA cuDNN のページ https://developer.nvidia.com/cudnn で確認できる．

    必ずしも，最新の NVIDIA CUDA ツールキット を使えるとは限らないので確認が必要．

• 過去の TensorFlow のバージョンを使う場合

  2022年10月時点では TensorFlow の最新版は 2.10 である． 過去の TensorFlow のバージョンを使う場合は， NVIDIA CUDA ツールキット, NVIDIA cuDNN のバージョンに注意が必要な場合がある．

  詳しくは，別ページで説明しているので，別ページを確認すること．

Build Tools for Visual Studio 2022（ビルドツール for Visual Studio 2022），Visual Studio 2022 のインストール（Windows 上）

Build Tools for Visual Studio 2022 （ビルドツール for Visual Studio 2022）のインストール（Windows 上）

【Build Tools for Visual Studio 2022 （ビルドツール for Visual Studio 2022）のダウンロードページ 】

https://visualstudio.microsoft.com/ja/downloads/

【Build Tools for Visual Studio 2022 （ビルドツール for Visual Studio 2022）のインストール 】

1. ダウンロード URL を開く

   https://visualstudio.microsoft.com/ja/downloads/

2. このページの下の方の「Visual Studio 2022用のツール」を展開
   
3. 「Build Tools for Visual Studio 2022」の右の「ダウンロード」をクリック．
   
4. ダウンロードが始まる
   
5. ダウンロードした .exe ファイルを実行する
6. 表示を確認し，「続行」をクリック
   
7. 「C++ によるデスクトップ開発」をクリック．「インストール」をクリック．
   
8. ダウンロードとインストールが始まる
9. インストール終了の確認

確認のため，コマンドで C プログラムをコンパイルしてみる

Microsoft Visual Studio の C/C++ をコマンドで使いたいときは， Visual Studio の x64 Native Tools コマンドプロンプトを使う．

1. Visual Studio の x64 Native Tools コマンドプロンプトを開く．

   Windows のスタートメニューで「Visual Studio 2022」の下の「x64 Native Tools Command Prompt for VS 2022」で起動する.（あるいは類似のものを探す）．「x64」は，64ビット版の意味である．

   以下の操作は，x64 Native Tools コマンドプロンプトで行う

2. cl にパスが通っていることを確認する

   エラーメッセージが出ていないことを確認．

   where cl
   

   
   
   

   ※ 「cl が無い」 という場合は，次の手順で，Visual Studio Build Tools 2022 の C++ についての設定を行う．

   1. C++ についての設定をしたいので、Visual Studio Installer (Visual Studio インストーラー)を起動

      Windowsのスタートメニューからの起動が簡単

   2. Visual Studio Build Tools 2022 の画面で「変更」をクリック
   3. 「C++ によるデスクトップ開発」をチェック．そして，画面右側の「インストール」の詳細で「v143 ビルドツール用 C++/CLI サポート（最新）」をチェックする．その後，「インストール」をクリック．
   4. インストールが始まる．しばらく待つ．
3. コンパイラの動作確認

   まず，エディタを開く． ここではメモ帳 (notepad) を使っている．

   x64 Native Tools コマンドプロンプト で，次のコマンドを実行する． ファイル名は hello.c としている．

   c:
   cd %HOMEPATH%
   notepad hello.c
   

   
4. いまメモ帳で開いたファイルを， 次のように編集する（コピー＆ペーストしてください）．そして保存する．

   #include<stdio.h>
   int main() {
       printf("Hello,World!\n");
       printf("sizeof(size_t)=%ld\n", sizeof(size_t));
       return 0;
   }
   

   
5. 次のコマンドを実行

   x64 Native Tools コマンドプロンプトを使うこと．

   結果として，「Hello,World!」「sizeof(size_t)=8」と表示されればOK．

   del hello.exe
   cl hello.c
   .\hello.exe
   

   実行結果例

   

NVIDIA ドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット 11.8 のインストール（Windows 上）

NVIDIA ドライバのインストールについて（Windows 上）

1. 古いNVIDIA ドライバ，NVIDIA CUDA ツールキットがインストール済みのとき，不要なものがあればアンインストール

   Windows のスタートメニューで「設定」，「アプリ」と操作して，「NVIDIA ・・・」を削除

2. NVIDIA グラフィックス・カードの種類を調べる

   hwinfo (URL: https://www.hwinfo.com) を使って調べることができる．

3. あとで，NVIDIA CUDA ツールキットをインストールするときに，NVIDIA ドライバを同時にインストールすることができる．

   但し， NVIDIA CUDA ツールキットの古いバージョンを使うという場合は，NVIDIA CUDA ツールキットのインストールのときに NVIDIA ドライバをインストールするのでなく，次のページから最新のNVIDIA ドライバをダウンロードして，インストールする．

   【NVIDIA ドライバのダウンロードページ】

   https://www.nvidia.co.jp/Download/index.aspx?lang=jp

NVIDIA CUDA ツールキット 11.8 のインストール（Windows 上）

1. NVIDIA CUDA ツールキットのアーカイブのページを開く

   https://developer.nvidia.com/cuda-toolkit-archive

2. NVIDIA CUDA ツールキットのバージョンを選ぶ

   ここでは，NVIDIA CUDA ツールキット 11.8.0を選んでいる．

   
3. 「Windows」，「10」，「exe [local]」を選ぶ．

   Windows 11 のときは，「11」を選ぶ．

   
4. 「Base Installer」の右横の「Download」をクリックして，.exe ファイルをダウンロード
   
5. exe ファイルのダウンロードが始まる
   
6. ダウンロードした .exe ファイルを実行する．
   
7. 展開（解凍）先ディレクトリ（フォルダ）の指定．

   既定（デフォルト）のままでよい．「OK」をクリック．

   
8. 展開（解凍）が自動で行われるので，しばらく待つ．
   
9. ライセンス条項の確認．
   
10. インストールオプションは，「カスタム（詳細）」を選び，「次へ」をクリック．
    
11. コンポーネントを確認する．

    「CUDA」にチェックする．その他は，必要なものがあればチェックする．「次へ」をクリック．

    
    • このとき，NVIDIA ドライバを選択することもできる（NVIDIA ドライバが未インストールであれば，インストールする）．
    • 複数の版の NVIDIA CUDA ツールキットをインストールする場合には，古い版のNVIDIA CUDA ツールキットをインストールするときに「CUDA」だけを選ぶようにする．
12. インストール場所の選択は，既定（デフォルト）のままでよい．「次へ」をクリック．
    
13. Visual Studio Integration について表示された場合

    表示されなくても問題はない．

    

    表示された場合には，次のように判断する．

    • Visual Studio をインストールする予定があるとき

      ここで，NVIDIA CUDA ツールキットのインストールを中止． 先に， Visual Studio 2022 のインストールを行う．

    • Visual Studio をインストールする予定がないとき

      NVIDIA CUDA ツールキットのインストールを中止する必要はない．

      あとで構わないので，Build Tools for Visual Studio 2022 （ビルドツール for Visual Studio 2022）のインストールを行っておく

      Build Tools for Visual Studio 2022 （ビルドツール for Visual Studio 2022）のインストールが終わっていても，Visual Studio Community のインストールを行っていない場合には，この表示は出るが，問題はない

14. このとき，Windows セキュリティの画面が開くことがある．開いた場合には，「インストール」をクリック．
15. インストールが始まるので，確認する．
    
16. このとき，グラフィックス・カードのドライバのインストールについての画面が表示される場合がある．「インストール」をクリックして，インストールを続行する．
17. Nsight Visual Studio についての確認

    Visual Studio がインストール済みのときは，Nsight Visual Studio がインストールされたことが確認できる．確認したら「次へ」をクリック．

    Visual Studio をインストールしていないときは，Nsight Visual Studio はインストールされない．

    
18. インストール終了の確認．「閉じる」をクリック．

    ※ 「コンピュータを再起動してください」と表示される場合がある．そのときは，再起動する．

    
19. NVIDIA CUDA ツールキットのインストールが終わったら，ユーザ環境変数 TEMP の設定を行う．

    Windows のユーザ名が日本語のとき，nvcc がうまく動作しないエラーを回避するため．

    ユーザ環境変数 TEMP に「C:\TEMP」を設定するために， コマンドプロンプトで，次のコマンドを実行する．

    mkdir C:\TEMP
    call powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"TEMP\", \"C:\TEMP\", \"User\")"
    

    

インストール後の確認

環境変数の確認

Windows のシステム環境変数が自動で設定される

• システム環境変数 PATH

  バージョン 11.8 系列の場合

  次のように自動設定される．

  C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8\bin
  C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8\libnvpp
  

  

  ※ 複数の版の CUDA ツールキットをインストールする場合には， 複数のパスが設定される このとき・古い版の方が先に来ている場合には、後になるように調整する

• システム環境変数 CUDA_PATH

  バージョン 11.8 系列の場合

  次のように自動設定される．

  C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8
  

  

  ※ 複数の版の CUDA ツールキットをインストールしている場合には，最後にインストールしたものが設定される

• その他

  バージョン 11.8 系列の場合

  システム環境変数 CUDA_PATH_V11_8

  次のように自動設定される．

  C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8
  

  

nvcc の確認

nvcc にパスが通っていることを確認する

Windows のコマンドプロンプトを開き、次のコマンドを実行する． エラーメッセージが出ないことを確認．

where nvcc

NVIDIA cuDNN v8.6 のインストール（Windows 上）

【要点】

• Windows では，前準備として，ZLIB DLL のインストールを行うこと．

  ZLIB DLL のダウンロードページ: https://www.winimage.com/zLibDll で zlib123dllx64.zip

  Windows では， コマンドプロンプトを管理者として開き， 次のコマンドを実行することにより，ZLIB DLL をインストールできる．

  「v11.8」のところは，実際にインストールされている NVIDIA CUDA ツールキットのバージョンを確認し，読み替えてください．

  cd "C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8\bin"
  curl -O http://www.winimage.com/zLibDll/zlib123dllx64.zip
  call powershell -command "Expand-Archive zlib123dllx64.zip"
  copy zlib123dllx64\dll_x64\zlibwapi.dll .
  

NVIDIA cuDNN のダウンロードページ

https://developer.nvidia.com/cudnn

インストールするNVIDIA cuDNN のバージョン

使用する NVIDIA CUDA ツールキットのバージョンにあう NVIDIA cuDNN のバージョンをインストールすること．

ダウンロードには，登録が必要．利用条件は利用者で確認すること．

Windows では，NVIDIA cuDNN に，パスを通す必要がある．

• NVIDIA cuDNN の8.3 系列以外のバージョン:

  NVIDIA cuDNN の zip ファイルをダウンロードしたら，Windows ならば，C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8 （「11.8」のところはバージョン番号）のようなパスの通っているディレクトリ に展開（解凍）．

  あるいは，zip ファイルを展開したら，展開先の下の bin にパスを通す．

• NVIDIA cuDNN v8.3 系列:

  .exe ファイルの実行により「C:\Program Files\NVIDIA\CUDNN\v8.3 」にインストールされるので，C:\Program Files\NVIDIA\CUDNN\v8.3\bin に パスを通す．

NVIDIA cuDNN のインストール後に，必要に応じて，環境変数 CUDNN_PATH を設定する．

インストール後は，パスが通っていることを確認．

次の操作により，cudnn64_8.dll にパスが通っていることを確認する．

Windows のコマンドプロンプトを開き，次のコマンドを実行する．エラーメッセージが出ないことを確認．

where cudnn64_8.dll

インストール後は，Windows の システム環境変数 CUDNN_PATH の設定を行う．

システム環境変数 CUDNN_PATH の設定のため， コマンドプロンプトを管理者として開き， 次のコマンドを実行する．

call powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"CUDNN_PATH\", \"C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8\", \"Machine\")"

Windows で，NVIDIA cuDNN の利用時に 「Could not locate zlibwapi.dll. Please make sure it is in your library path!」と表示されるときの対処：

上の説明を参考に ZLIB DLL をインストールすること．

ダウンロードとインストールの手順

1. ZLIB DLL のダウンロードとインストール

   Windows では，コマンドプロン プトを管理者として実行し， 次のコマンドを実行する．

   Windows のコマンドプロンプトを管理者として実行するには， 検索窓で「cmd」と入れたあと， 右クリックメニューで「管理者として実行」を選ぶのが簡単．

   

   「v11.8」のところは，実際にインストールされている NVIDIA CUDA ツールキットのバージョンを確認し，読み替えてください．

   cd "C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8\bin"
   curl -O http://www.winimage.com/zLibDll/zlib123dllx64.zip
   call powershell -command "Expand-Archive zlib123dllx64.zip"
   copy zlib123dllx64\dll_x64\zlibwapi.dll .
   

   
2. NVidia の cuDNN のウェブページを開く

   https://developer.nvidia.com/cuDNN

3. ダウンロードしたいので，cuDNNのところにある「Download cuDNN」をクリック．
   
4. NVIDIA Developer Program メンバーシップに入る

   NVIDIA cuDNN のダウンロードのため．

   「Join now」をクリック．その後，画面の指示に従う． 利用者本人が，電子メールアドレス，表示名，パスワード，生年月日を登録．利用条件等に合意．

   
5. ログインする
   
6. 調査の画面が出たときは，調査に応じる
7. ライセンス条項の確認
   
8. ダウンロードしたいバージョンを選ぶ

   ここでは「NVIDIA cuDNN v8.6.0 for CUDA 11.x」を選んでいる．

   このとき，画面の「for CUDA ...」のところを確認し，使用するNVIDIA CUDA のバージョンに合うものを選ぶこと．

   
9. Windows にインストールするので Windows 版を選ぶ
   
10. ダウンロードが始まる．
    
11. ダウンロードした .zip ファイルを展開（解凍）する． その中のサブディレクトリを確認しておく．

    ※ Windows での展開（解凍）のためのソフトには，「7-Zip」などがある．

    
12. NVIDIA CUDA ツールキットをインストールしたディレクトリを確認する．「C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8」のようになっている．
    
13. 確認したら， さきほど展開してできたすべてのファイルとディレクトリを，NVIDIA CUDA ツールキットをインストールしたディレクトリにコピーする
    
14. パスが通っていることを確認．

    次の操作により，cudnn64_8.dll にパスが通っていることを確認する．

    Windows のコマンドプロンプトを開き、次のコマンドを実行する．エラーメッセージが出ないことを確認．

    where cudnn64_8.dll
    

    
15. Windows の システム環境変数 CUDNN_PATH の設定を行う．

    システム環境変数 CUDNN_PATH の設定のため， コマンドプロンプトを管理者として開き， 次のコマンドを実行する．

    call powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"CUDNN_PATH\", \"C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.8\", \"Machine\")"
    

    

nvcc を動かしてみる（Build Tools for Visual Studio を利用）

nvcc を動かしてみる

1. C/C++ をコマンドで使いたいので，Visual Studio の x64 Native Tools コマンドプロンプトを開く．

   起動は，Windows のメニューで「Visual Studio 2022」の下の「x64 Native Tools コマンドプロンプト (x64 Native Tools Command Prompt)」を選ぶ．「x64」は，64ビット版の意味である．

   ※ 32ビットのNative Tools コマンドプロンプトでは nvcc が動かない．

   以下の操作は，x64 Native Tools コマンドプロンプトで行う

2. 確認のため，「where cl」を実行．

   エラーメッセージが出ていないことを確認．

   where cl
   

   
3. 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． ここではメモ帳 (notepad) を使っている．

   x64 Native Tools コマンドプロンプト で，次のコマンドを実行する． ファイル名は hello.cu としている．

   cd %HOMEPATH%
   notepad 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．

   
4. ビルドと実行．

   「nvcc hello.cu」で a.exe というファイルができる． 「Max error: 0.000000」と表示されればＯＫ．

   del a.exe
   nvcc hello.cu
   

   

   .\a.exe
   

   

   うまく動かない場合がある．

   • 「Max error: 2.000000」のように違う値が表示される場合．

     放置しない方が良い． NVIDIA CUDA，NVIDIA cuDNN のインストールがうまくできていない． インストール操作を間違っていた可能性があるため，アンインストールの後，再度，インストールを行ってみる． あるいは「最新版だとうまく動かない」という可能性もゼロではないため，古い版を試してみるということもありえる．

   • 「Max error: 0.000000」という表示自体が出ない場合．
     • Windows で，ユーザ名が日本語を含むとき，次のように，「nvcc hello.cu」がうまく動作しない上に，エラーメッセージも出ない場合がある．
       

       このときは，ユーザ環境変数 TEMP に日本語を含まないディレクトリを設定する．

       ユーザ環境変数 TEMP に「C:\TEMP」を設定するために， コマンドプロンプトで，次のコマンドを実行する．

       mkdir C:\TEMP
       call powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"TEMP\", \"C:\TEMP\", \"User\")"
       

       この設定を終わったあと，確認のため，新しくx64 Native Tools コマンドプロンプトを開き，nvcc hello.cu と .\a.exe をもう一度実行して確認する．

       nvcc hello.cu
       .\a.exe
       

       
     • マイクロソフト C++ ビルドツールの動作を，別ページの手順により確認し，異常があれば，マイクロソフト C++ ビルドツールのインストールなどで対処．それでも動かないときは，NVIDIA CUDA ツールキットのインストールしたときの作業に間違いがなかったかを再確認．