Ubuntu 22.04.1にCUDA, CuPy環境をセットアップする

概要

市販の中古デスクトップPCにUbuntuをインストールし、CUDA、CuPy環境をセットアップしたので書き残す。

なおネット上のいくつかの記事を参考にしながら試行錯誤したが、セットアップの途中Ubuntuにログインしても画面が真っ暗になったままになるなど最初からうまくはいかず、何度もUbuntuを再インストールするはめになった。結局、NVIDIAやCuPyの公式ドキュメントを参照しながらやることで、なんとか環境をセットアップできた。

環境

OS Ubuntu Desktop 22.04.1
Graphics card RTX 3080

手順

CUDAのインストール

https://docs.nvidia.com/cuda/cuda-installation-guide-linux/index.html

を参照して進める。

注意点

自分が見つけたネット上の記事ではCUDAをインストールする前に、'ubuntu-drivers devices'で表示されるNVIDIA製のドライバを予めインストールしてからCUDAをインストールする方法があったりしたが、その方法は自分の環境ではうまくいかなかった。

以下の方法でCUDAをインストールすることで、NVIDIA製のドライバも結局インストールされた。

CUDAのSystem Requirementsを確認

https://docs.nvidia.com/cuda/cuda-installation-guide-linux/index.html#system-requirements

を見て、OSのバージョンなどが要件を満たしているか確認する。

NVIDIAグラフィックカードが認識されているかを確認

次のコマンドでNVIDIAグラフィックカードが表示されることを確認する。

lspci | grep -i nvidia

表示されない場合、グラフィックカードが物理的に挿さっていないなど何らかの理由でグラフィックカードUbuntuに認識されていないので、トラブルシュート。

GCCなどのビルドに必要なバイナリ類のインストール

sudo apt install build-essential

カーネルヘッダのインストール

sudo apt install linux-headers-$(uname -r)

CUDAのインストール

wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2204/x86_64/cuda-keyring_1.0-1_all.deb
sudo dpkg -i cuda-keyring_1.0-1_all.deb
sudo apt update
sudo apt install cuda
sudo reboot

注意点1

注意点2

イマドキのUEFI(いわゆるセキュアブートのことらしい?)が有効になっているPCだと、上記のcudaのインストール時にMachine Owner Key (MOK)の入力を求められる。そこで入力したキーを、再起動時に表示される'Enroll MOK'の画面で登録すること。

Enroll MOK(MOKの登録)に関して、次のページの「2.MOKの登録」が参考になると思われる。

Ubuntu 22.04 LTSのインストール その7 - UEFIブートマネージャーの確認 〜 MOKの登録 - kledgeb

NVIDIA製のドライバの動作確認

以下のような出力が出れば成功。

$ nvidia-smi
Sat Dec 10 19:20:16 2022
+-----------------------------------------------------------------------------+
| NVIDIA-SMI 525.60.13    Driver Version: 525.60.13    CUDA Version: 12.0     |
|-------------------------------+----------------------+----------------------+
| GPU  Name        Persistence-M| Bus-Id        Disp.A | Volatile Uncorr. ECC |
| Fan  Temp  Perf  Pwr:Usage/Cap|         Memory-Usage | GPU-Util  Compute M. |
|                               |                      |               MIG M. |
|===============================+======================+======================|
|   0  NVIDIA GeForce ...  On   | 00000000:01:00.0 Off |                  N/A |
|  0%   30C    P8    10W / 320W |     17MiB / 10240MiB |      1%      Default |
|                               |                      |                  N/A |
+-------------------------------+----------------------+----------------------+

+-----------------------------------------------------------------------------+
| Processes:                                                                  |
|  GPU   GI   CI        PID   Type   Process name                  GPU Memory |
|        ID   ID                                                   Usage      |
|=============================================================================|
|    0   N/A  N/A       915      G   /usr/lib/xorg/Xorg                  9MiB |
|    0   N/A  N/A      1117      G   /usr/bin/gnome-shell                6MiB |
+-----------------------------------------------------------------------------+

ダメ押しで確認。

$ lsmod | grep -i nvidia
nvidia_uvm           1363968  0
nvidia_drm             69632  3
nvidia_modeset       1208320  6 nvidia_drm
nvidia              56127488  201 nvidia_uvm,nvidia_modeset
drm_kms_helper        311296  1 nvidia_drm
drm                   622592  7 drm_kms_helper,nvidia,nvidia_drm

CUDAの動作確認

NVIDIAがCUDAの動作確認用サンプルコードを公開している。

https://github.com/NVIDIA/cuda-samples

git cloneし、ビルドする。

git clone https://github.com/NVIDIA/cuda-samples.git
cd cuda-samples/Samples/1_Utilities/deviceQuery
make

ビルドに成功すると、バイナリが生成されているのでそれを実行する。

$ ./deviceQuery
./deviceQuery Starting...

 CUDA Device Query (Runtime API) version (CUDART static linking)

Detected 1 CUDA Capable device(s)

Device 0: "NVIDIA GeForce RTX 3080"
  CUDA Driver Version / Runtime Version          12.0 / 12.0
  CUDA Capability Major/Minor version number:    8.6
  Total amount of global memory:                 10009 MBytes (10495655936 bytes)
  (068) Multiprocessors, (128) CUDA Cores/MP:    8704 CUDA Cores
  GPU Max Clock rate:                            1710 MHz (1.71 GHz)
  Memory Clock rate:                             9501 Mhz
  Memory Bus Width:                              320-bit
  L2 Cache Size:                                 5242880 bytes
  Maximum Texture Dimension Size (x,y,z)         1D=(131072), 2D=(131072, 65536), 3D=(16384, 16384, 16384)
  Maximum Layered 1D Texture Size, (num) layers  1D=(32768), 2048 layers
  Maximum Layered 2D Texture Size, (num) layers  2D=(32768, 32768), 2048 layers
  Total amount of constant memory:               65536 bytes
  Total amount of shared memory per block:       49152 bytes
  Total shared memory per multiprocessor:        102400 bytes
  Total number of registers available per block: 65536
  Warp size:                                     32
  Maximum number of threads per multiprocessor:  1536
  Maximum number of threads per block:           1024
  Max dimension size of a thread block (x,y,z): (1024, 1024, 64)
  Max dimension size of a grid size    (x,y,z): (2147483647, 65535, 65535)
  Maximum memory pitch:                          2147483647 bytes
  Texture alignment:                             512 bytes
  Concurrent copy and kernel execution:          Yes with 2 copy engine(s)
  Run time limit on kernels:                     Yes
  Integrated GPU sharing Host Memory:            No
  Support host page-locked memory mapping:       Yes
  Alignment requirement for Surfaces:            Yes
  Device has ECC support:                        Disabled
  Device supports Unified Addressing (UVA):      Yes
  Device supports Managed Memory:                Yes
  Device supports Compute Preemption:            Yes
  Supports Cooperative Kernel Launch:            Yes
  Supports MultiDevice Co-op Kernel Launch:      Yes
  Device PCI Domain ID / Bus ID / location ID:   0 / 1 / 0
  Compute Mode:
     < Default (multiple host threads can use ::cudaSetDevice() with device simultaneously) >

deviceQuery, CUDA Driver = CUDART, CUDA Driver Version = 12.0, CUDA Runtime Version = 12.0, NumDevs = 1
Result = PASS

最後の行に"Result = PASS"と表示されているので、成功している模様。

CuPyのインストール

https://docs.cupy.dev/en/stable/install.html

を参照して進める。

CUDAはインストール済みなのでPython関連の依存物をインストールをするが、現状必須なものはNumpyだけなのでNumpyだけをインストールすることにする。

NumPyのインストール

sudo apt install python3-pip
pip install numpy

CuPyのインストール

CUDAのバージョンに合わせて、CuPyのバージョンを選択してインストールする。

python3 -m pip install -U setuptools pip
pip install cupy-cuda11x

注意点

"pip install cupy"とはしないこと。自分の環境ではそれでもpipが走ったが、結局pip installの途中でエラーになった。

その他

試行錯誤していたなかで、Ubuntuのログイン画面からログイン直後、画面が真っ暗になるときがあった。電源ボタン長押し以外に為す術がないときが多かったが、Win + Lをして一度画面をロックするとログイン画面に復帰し、それ以降画面が真っ暗になることが解消されたときがあった。なぜかは不明。