Anaconda搭配CUDA及cuDNN安裝及介紹(Win10平台)

1. 前言

筆者近期開始研究AI相關資訊,於此踩了不少坑,因此秉持著學習如水杯一樣,當滿出來時就可以進行分享的心態,所以筆者目前於此階段已算滿出來可以分享,以下流程秘笈讓各位可以少走彎路。

 

2. 開發環境工具與工具安裝

以下環境是在Windows 10下建置。

a.          開發環境工具與介紹

i. Anaconda:

由於在AI學習中經常遇到不同的學習框架(TensorFlow、Caffe、Pytorch等等)需要不同的環境配置,如果在相同環境下進行安裝配置,容易出現版本問題,最後環境會變得非常混亂。

因此筆者要先教大家如何於Window 10 環境架設Anaconda進行使用,為什麼使用Anaconda? 因為Anaconda可以建立多個不同的虛擬環境,而使用者不管安裝什麼學習框架,虛擬環境內的配置都不會互相干擾,因此筆者利用Anaconda來建立不同版本的TensorFlow或者Python版本。

 

ii. CUDA:

CUDA是NVIDIA公司研發的一套運算平台。CUDA可利用圖形處理單元(GPU)為AI學習框架進行提升運算效,目前主流的AI學習架構如: Tensorflow、Pytorch等等也都使用CUDA進行訓練讓學習速度加快。也是多虧了GPU的運算效能,才能讓AI學習可以有今天的表現,看官們如果想更進一步了解,請至NVIDIA 官方網站搜尋。

iii. cuDNN:

cuDNN是NVIDIA開發用來為深度神經網絡進行GPU加速的函式庫,cuDNN可支援通用的AI學習框架,如:Tensorflow、Pytorch、caffe等等。cuDNN函式庫可讓開發人員於深層神經網路中取得更好的效能,簡單的安裝既可讓開發人員只需專注於設計和實現神經網絡模型,並可利用GPU實現高效能算,看官們如果想更進一步了解,請至NVIDIA 官方網站搜尋。

   

b. Anaconda下載安裝

下載網址:https://www.anaconda.com/products/individual

下載最新的Anaconda Individual Edition(圖1),並進行安裝。

               

圖1

c. 查詢TensorFlow所需工具的對應版本

筆者後續是使用TensorFlow進行訓練,因此可至https://tensorflow.google.cn/install/source#gpu找尋TensorFlow所需要的python、cuDNN、CUDA對應版本(圖2),此範例使用tensorflow-2.6.0 GPU版本,因此對應的相關套件版本為:

Python:3.6 ~ 3.9

cuDNN:8.1

CUDA:11.2

                 

圖2

d. 下載與安裝CUDA

i. 範例程式使用NVIDIA GeForce RTX 3080的顯示卡,因此先查看顯卡驅動版本,驅動版本為496.49(圖3)

                     nvidia-smi

 

                   

圖3

ii. 使用以下網址查看目前顯示卡的驅動版本是否支援CUDA 11.2,圖4可看到顯卡的驅動能夠支援CUDA 11.2

https://docs.nvidia.com/cuda/cuda-toolkit-release-notes/index.html#cublas-resolved-issues

                   

圖4

iii. 登入NVIDIA網站https://developer.nvidia.com/cuda-toolkit-archive ,選擇CUDA 11.2版本(圖5)。

 

                  

圖5

iv. 下載Windows 10 x86_64版本(圖6)

                      

圖6

v. 安裝CUDA軟體

a) 下載的軟體進行執行安裝,一開始會遇到解壓縮項目,直接默認OK(圖7)。

                            

圖7

b) 選擇自定義安裝(圖8)

                            

圖8

c) 之前安裝顯卡時已安裝過驅動因此Driver components及Other components不勾選 (圖9),後續一直按下一步,既可完成安裝。

                            

圖9

d) 安裝完畢(圖10)

                             

圖10

 

vi. 設定環境變

a) 數環境變數→系統變數→Path設定相關CUDA變數

                                C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.2\include

                                C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.2\extras\CUPTI\lib64

                                C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.2\bin

                                C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.2\cuda\bin

                                C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.2\libnvvp

b) 數環境變數→系統變數→新增相關CUDA_PATH_V11_2變數

                                變數名稱

CUDA_PATH_V11_2

                                  變數值

C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.2

c) 數環境變數→系統變數→新增相關CUDA_PATH_V11_2變數

                                變數名稱

NVCUDASAMPLES11_2_ROOT

                                  變數值

C:\ProgramData\NVIDIA Corporation\CUDA Samples\v11.2

 

e. 下載與安裝cuDNN

i. 下載cuDNN

TensorFlow 2.6 需要cuDNN 8.1版本,因此登入NVIDIA網站https://developer.nvidia.com/rdp/cudnn-archive,下載Download cuDNN v8.1.0 (January 26th, 2021), for CUDA 11.0,11.1 and 11.2(圖11)並選擇cuDNN Library for Windows (x86) (圖12)。

                       

圖11

                       

圖12

 

ii. 安裝cuDNN

下載的檔案進行解壓縮,會得到cuda資料夾,資料夾內會有binincludelib資料夾,把裡面的資料複製到先前CUDA安裝目錄C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.2內各自的binincludelib資料夾中(圖13)既可完成安裝

                      

圖13

f. 創建Anaconda虛擬環境並安裝Python 3.9

命令提示字元中進行創建一個新的Anaconda虛擬環境:

i. 創建名稱為tensorflow且python版本為3.9的Anaconda虛擬環境

                    conda create -n tensorflow pip python=3.9

ii. 創建時會安裝相關packages,請輸入”y”繼續安裝(圖14)

                     

圖14

iii. 創建好後進行tensorflow虛擬環境(圖15)

                    conda activate tensorflow

                     

圖15

g.  查詢Anaconda下有多少個虛擬環境

i. 在命令提示字元中輸入以下指令進行查詢

                    conda env list

ii. 查詢結果(圖16)

                      

圖16


結語

透過以上的教學,相信各位已經能夠成功透過Anaconda架設虛擬環境,並進行環境切換;後續筆者會教大家如何使用TensorFlow2.x進行SSD-MobileNet遷移訓練與驗證,有問題的看官們歡迎聯繫我,我們一同討論。

 

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