NVIDIA ドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット 11.0, NVIDIA cuDNN v8.2.1 のインストールについて

Build Tools for Visual Studio 2019 （ビルドツール for Visual Studio 2019）のインストール

Build Tools for Visual Studio 2019 は，Windows で動くMicrosoft の C++ コンパイラーである．

Visual Studio を使う予定がある場合

Windows での Visual Studio Community 2019 のインストール: 別ページ »で説明している．

Visual Studio Community 2019 に， Build Tools for Visual Studio 2019の機能が含まれている．

Visual Studio を使う予定がない場合

Build Tools for Visual Studio 2019 のインストールを行う．

• Build Tools for Visual Studio 2019 のインストール手順: 別ページ »で説明している．

【関連する外部ページ】

• Build Tools for Visual Studio 2019 の公式ダウンロードページ: https://visualstudio.microsoft.com/ja/downloads/

NVIDIA ドライバ，NVIDIA CUDA ツールキット 11.0 のインストール

NVIDIA ドライバのインストール（Windows 上）

NVIDIA ドライバは，NVIDIA 社製の GPU を動作させるのに必要なドライバである．

インストール手順

1. NVIDIA グラフィックス・カードの種類を調べる

   Windows で，NVIDIA グラフィックス・カードの種類を調べたいときは， hwinfo (URL: https://www.hwinfo.com/index.html) を使って調べることができる．

2. 最新のNVIDIA ドライバのインストール

   次の NVIDIA の公式サイトからダウンロードできる．ダウンロードのときは，使用しているオペレーティングシステムとGPUに適したものを選ぶこと．

   NVIDIA ドライバのダウンロードの公式ページ: https://www.nvidia.co.jp/Download/index.aspx?lang=jp

   最新の NVIDIA CUDA ツールキットをインストールする予定があるときは， NVIDIA CUDA ツールキットに同封の NVIDIA ドライバを使うことができる （NVIDIA CUDA ツールキットのインストールのときに，同時に NVIDIA ドライバもインストール）．

NVIDIA CUDA ツールキット 11.0 のインストール（Windows 上）

NVIDIA CUDA ツールキット は，NVIDIA社が提供する GPU 用のツールキットである．GPU を用いた演算のプログラム作成や動作のための各種機能を備えている．ディープラーニングでも利用されている．

NVIDIA CUDA ツールキットのインストール時の注意点

• Windows では， NVIDIA CUDA ツールキットのインストール中は，なるべく他のウインドウはすべて閉じておくこと．
• 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である．

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

インストール手順

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，「11.0.3」を選んでいる

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

   Windows 11 のときは，「11」を選んでください．

   
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）．

    

    ※ 但し，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 2019 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 2019 （ビルドツール for Visual Studio 2019）のインストールを行っておく （Build Tools for Visual Studio 2019 （ビルドツール for Visual Studio 2019）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）．

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. 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 for Visual Studio はインストールされない． 表示は次のようになる．確認したら「次へ」をクリック．

    
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. GeForce Experience が自動で開く場合がある
    • 利用条件について表示されたときは、よく確認し、納得できる場合のみ同意・続行する
      
    • リリースハイライトが表示される場合がある．

      リリースハイライトを確認したら，「x」をクリックして閉じる．

      
    • このとき，最新版への更新が始まり，起動に時間がかかることがある．

      そして「お使いのGPU向けの新しいドライバーが入手可能です」と表示されることがある．そのときは，新しいドライバをインストールする．

20. 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である．

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

インストール後の環境変数の確認

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 11.0 の場合

  次のように自動設定される．

  C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0\bin
  C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0\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 11.0 の場合

  次のように自動設定される．

  C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0
  

  

  ※ 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 11.0 の場合

  システム環境変数 CUDA_PATH_V11_0

  次のように自動設定される．

  C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0
  

  

nvcc の動作確認

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 v8.2.1 のインストール

ダウンロードとインストールの手順

1. NVIDIA cuDNN のウェブページを開く

   https://developer.nvidia.com/cuDNN

2. 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．
   
3. メンバーシップに入る
   
4. ログインする
   
5. 調査の画面が出たときは，調査に応じる
   
6. ライセンス条項の確認
   
7. 「Archived cuDNN Releases」をクリック
   
8. ダウンロードしたいバージョンを選ぶ

   ここでは「cuDNN v 8.2.1, 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．展開の結果 cuda という名前のディレクトリができる．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）に便利な 7-Zip: 別ページ »で説明

    
12. NVIDIA CUDA ツールキットをインストールしたディレクトリは，「C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0」 のようになっている．確認する．
    
13. 確認したら， さきほど展開してできたディレクトリcuda の下にある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
    

インストール後に行う環境変数の設定

「NVIDIA cuDNN をインストールしたディレクトリ」をもとに環境変数を設定する．

「NVIDIA cuDNN をインストールしたディレクトリ」が C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0 の場合には，次のように設定する．

• すでに，c:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0\bin には，パスが通っている．
• Windows の システム環境変数 CUDNN_PATH に，c:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0 を設定

  Windows で，コマンドプロンプトを管理者として実行

  コマンドプロンプトを管理者として実行: 別ページ »で説明

  次のコマンドを実行

  powershell -command "[System.Environment]::SetEnvironmentVariable(\"CUDNN_PATH\", \"c:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.0\", \"Machine\")"
  

  
• Windows では，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
  

  

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

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 2019」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．

   エディタで hello.cuのようなファイル名で保存．

   
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．

   うまく動かないときは，まず，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 11.0 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．

   del a.exe
   nvcc hello.cu
   

   

   .\a.exe
   

   

NVIDIA CUDA 11.0 の動作確認のため，TensorFlow 2.4.4 を実行してみる

Python 3.8 をインストールの後， 次のコマンドを実行することにより， TensorFlow 2.4.4 のインストール，インストール済みの TensorFlow のバージョンの確認，TensorFlow から GPU が認識できているかの確認を行う． エラーメッセージが出なければ OK．

Windows で，コマンドプロンプトを管理者として実行

次のコマンドを実行

python -m pip install tensorflow==2.4.4
python -c "import tensorflow as tf; print(tf.__version__)"
python -c "from tensorflow.python.client import device_lib; print(device_lib.list_local_devices())"