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NVIDIAのGPUドライバを楽にインストールしたい

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＊これはKCS AdventCalendar2020 8日目の記事です＊

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はじめに

NVIDIAのGPUを使用する際，トラブルに見舞われる方の多くはドライバのインストールでコケていらっしゃると思います．
また，NVIDIAのGPUドライバにはいくつかバリエーションがあり，どれをインストールしたらよいか分からない，という方もいらっしゃると思います．
この記事がそのような方の一助となれば幸いです．

筆者の環境はUbuntu 18.04 LTS (Linux Kernel 4.15.0 および 5.4.0)です．ご自身の環境によって適宜読み替えてください．

なお，バージョン指定する方法を使用する場合のUbuntu用スクリプトをgistに置いてあります．こちらのスクリプトでは，

  • nvidia-driver-"$NVIDIA_DRIVER_VERSION"
  • cuda-toolkit-"$CUDA_VERSION"
  • nvidia-container-toolkit

のインストールを行うことができます．ご自由にお使いください．

インストール方法

先にリポジトリ等の準備をしておきます．これは，これから紹介するどの方法においても共通です．

まず，GPUドライバを配布しているNVIDIAのリポジトリをパッケージマネージャに登録します．
CPUがx86系(Intel or AMD)でOSがUbuntu 18.04の場合は
https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64
を登録します．この際にGPG公開鍵も登録しておきましょう．

$ curl -fsSL https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64/3bf863cc.pub |
    sudo gpg --no-default-keyring --keyring /usr/share/keyrings/nvidia-cuda.gpg --import
$ echo "deb https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64 /" |
    sudo tee /etc/apt/sources.list.d/cuda.list
リポジトリ登録時の注意点

対応するディストリビューションの一覧は
https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/
から探してください．

機械学習等で利用する場合

機械学習等で利用するのであれば，CuDNNのリポジトリも登録しておくと便利です．
対応ディストリビューションの一覧は
https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/
から探してください．
以下にリポジトリの登録例を示しておきます．

curl -fsSL "https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/ubuntu1804/x86_64/7fa2af80.pub" |
    sudo gpg --no-default-keyring --keyring /usr/share/keyrings/nvidia-ml.gpg --import
echo "deb [signed-by=/usr/share/keyrings/nvidia-ml.gpg] https://developer.download.nvidia.com/compute/machine-learning/repos/ubuntu1804/x86_64 /" |
    sudo tee /etc/apt/sources.list.d/nvidia-ml.list

次にカーネルのヘッダファイルとビルドツールをインストールします．

$ sudo apt update
$ sudo apt upgrade -y
$ sudo apt install -y \
    "linux-headers-$(uname -r)" \
    build-essential

これで準備完了です．

最もシンプルなパターン

ほとんどの方はこちらの方法で十分です．
この方法でインストールしたドライバは，パッケージのアップデートに伴ってバージョンが変更されます．ドライバのバージョンを固定したい場合は次のドライバのバージョンを固定したい場合を参照してください．

やり方は非常にシンプルで，cuda-driversをインストールするだけです．

$ sudo apt install -y cuda-drivers

インストールができたらマシンを再起動しましょう．

nvidia-smiを叩いて以下のような出力が得られればOKです．

$ nvidia-smi
Tue Dec  8 01:08:31 2020       
+-----------------------------------------------------------------------------+
| NVIDIA-SMI 450.80.02    Driver Version: 450.80.02    CUDA Version: 11.0     |
|-------------------------------+----------------------+----------------------+
| 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  GeForce RTX 208...  Off  | 00000000:3B:00.0 Off |                  N/A |
|  0%   37C    P0    62W / 300W |      0MiB / 11019MiB |      1%      Default |
|                               |                      |                  N/A |
+-------------------------------+----------------------+----------------------+
|   1  GeForce RTX 208...  Off  | 00000000:AF:00.0 Off |                  N/A |
| 32%   38C    P0    25W / 300W |      0MiB / 11019MiB |      0%      Default |
|                               |                      |                  N/A |
+-------------------------------+----------------------+----------------------+
                                                                               
+-----------------------------------------------------------------------------+
| Processes:                                                                  |
|  GPU   GI   CI        PID   Type   Process name                  GPU Memory |
|        ID   ID                                                   Usage      |
|=============================================================================|
|  No running processes found                                                 |
+-----------------------------------------------------------------------------+

cuda-driversをインストールすると，

  • 最新のGPUドライバ
  • X11 / Wayland用のパッケージ
    (よくわからない方は「GUIに関わるパッケージ」と考えていただければ十分です)
  • 各種管理用ユーティリティ

等がインストールされます．詳しく知りたい方は依存関係を調べてみてください．
また，よくトラブルの原因になるnouveauについては，自動的にブラックリストに入れられるため特に操作を行う必要はありません．

この後CUDAを使用する場合は，cuda-toolkit-<version>パッケージをインストールします．
cuda-<version>と異なり，このパッケージにはGPUドライバが含まれていません．そのためデバイスドライバとCUDAのバージョンを別々に管理できるようになり，非常に便利です．

また，cuda-drivers + nvidia-container-toolkitをホストにインストールしてDocker / LXDコンテナ内からGPUを使用する場合，cuda-<version>をコンテナ内環境にインストールすると依存関係が壊されます．
これはcuda-<version>パッケージに含まれるGPUドライバとホストのドライバが干渉するためです．
そのため，この場合もコンテナ内にはcuda-toolkit-<version>をインストールするようにしてください．

ドライバのバージョンを固定したい場合

この場合は，nvidia-driver-<version>をインストールします．
こちらを利用した場合は，ドライバのバージョンが<version>で指定したものに固定されます．
インストール可能なバージョンはapt searchで調べることができます．

$ apt search ^nvidia-driver
Sorting... Done
Full Text Search... Done
nvidia-driver-390/bionic-updates,bionic-security 390.138-0ubuntu0.18.04.1 amd64
  NVIDIA driver metapackage

nvidia-driver-410/unknown 410.129-0ubuntu1 amd64
  NVIDIA driver metapackage

nvidia-driver-418/bionic-updates 430.50-0ubuntu0.18.04.2 amd64
  Transitional package for nvidia-driver-430

nvidia-driver-418-server/bionic-updates 418.152.00-0ubuntu0.18.04.1 amd64
  NVIDIA Server Driver metapackage

nvidia-driver-430/unknown,unknown 455.45.01-0ubuntu1 amd64
  Transitional package for nvidia-driver-455

nvidia-driver-435/bionic-updates 455.38-0ubuntu0.18.04.1 amd64
  Transitional package for nvidia-driver-455

nvidia-driver-440/bionic-updates 450.80.02-0ubuntu0.18.04.2 amd64
  Transitional package for nvidia-driver-450

nvidia-driver-440-server/bionic-updates 440.95.01-0ubuntu0.18.04.1 amd64
  NVIDIA Server Driver metapackage

nvidia-driver-450/unknown 450.80.02-0ubuntu1 amd64
  NVIDIA driver metapackage

nvidia-driver-450-server/bionic-updates 450.80.02-0ubuntu0.18.04.3 amd64
  NVIDIA Server Driver metapackage

nvidia-driver-455/unknown,unknown 455.45.01-0ubuntu1 amd64
  NVIDIA driver metapackage

2020年12月現在の最新のバージョンはnvidia-driver-455です．
なお，前項でcuda-driversをインストールしましたが，これはその時点で最新のnvidia-driverをインストールするような挙動になります．つまり2020年12月時点ではnvidia-driver-455がインストールされます．

また，nvidia-driver-<version>-serverというパッケージが見えていますが，こちらは見ての通りbionic-updatesで提供されています．また，依存する各パッケージもserverプレフィックスのついたものとなっています．必要に応じて選択してください．

GUIが不要な場合

純粋にGPGPU用途でGPUを使用する場合，headlessプレフィックスのついたパッケージを使用できます．
この場合はnvidia-headless-<version>をインストールしてください．
こちらもnvidia-headless-<version>-serverという，bionic-updatesで提供されるバージョンが選択できます．

なお，このパッケージには管理用のユーティリティも含まれません．
nvidia-smi等が必要な場合はnvidia-utils-<version> (nvidia-utils-<version>-server)をインストールしてください．

また，headlessにはOpenGLやVulkan等の主要なグラフィックスライブラリも含まれません．
レンダリングファーム等で使用する場合は前項のnvidia-driverかcuda-driversをインストールされることをおすすめします．

まとめ

  • 右も左もわからない場合はcuda-driversを入れておきましょう．幸せになれます．
  • 特に支障がなければcuda-driversを入れておきましょう．楽です．
  • サーバ用途であればnvidia-driver-<version>-serverを入れておきましょう．
    幸せになれるかもしれません．
  • Tesla欲しい．

以上です．

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Discussion

tshino118tshino118

リポジトリキーの更新がありました(Apr 28, 2022)。

https://developer.nvidia.com/blog/updating-the-cuda-linux-gpg-repository-key/

インストール方法 (distro=ubuntu1804, arch=x86_64の場合)

###既にキーが登録されている場合
古いキーを削除

sudo apt-key del 7fa2af80

###キーの登録
変数に代入

distro=ubuntu1804
arch=x86_64

登録方法1

wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/$distro/$arch/cuda-keyring_1.0-1_all.deb

sudo dpkg -i cuda-keyring_1.0-1_all.deb

登録方法2 (非推奨)

sudo apt-key adv --fetch-keys https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/$distro/$arch/3bf863cc.pub
190ikp190ikp

ご指摘ありがとうございます．
この点についてはgistの方では更新していたのですが，こちらの記事の内容は更新していませんでした．
後ほど反映させていただきます．