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CUDAのセットアップ

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CUDAのセットアップ手順

1. 動作環境の確認

✅ 必須条件

  • NVIDIA GPU（CUDA対応）
  • Ubuntu 20.04以降推奨（22.04でも可）

GPUの存在を確認

lspci | grep -i nvidia

NVIDIA GPUが搭載されていれば、次のような表示が出ます：

01:00.0 VGA compatible controller: NVIDIA Corporation GA104 [GeForce RTX 3070] (rev a1)

NVIDIAドライバの確認

nvidia-smi

このコマンドでGPUの状態が確認できれば、すでにドライバがインストール済みです。
未インストールの場合はエラーが出ます。エラーの場合は2へ。インストール済みでは2をスキップ。

2. NVIDIA ドライバのインストール (1でNBIDIAドライブが未インストールの場合)

NVIDIAドライバとは？

NVIDIAドライバは、GPUをOS上で動作させるために必要なソフトウェアです。
CUDAもこのドライバに依存して動作します。CUDAを使う前提として必須です。

自動インストール（Ubuntu推奨）

sudo apt update
sudo apt install nvidia-driver-535

nvidia-driver-xxx の xxx は、使用しているGPUに対応したバージョンを指定してください。

✔ ドライバのバージョンを確認するには：

  1. 次のNVIDIA公式サイトにアクセス：
    👉 https://www.nvidia.com/Download/index.aspx

  2. 「製品の種類」「シリーズ」「製品名」を選択（例：GeForce RTX 3070）

  3. 「検索」→ 対応する推奨ドライババージョンが表示されます。

PCを再起動

NVIDIAドライバのカーネルモジュールは、OSの起動時に読み込まれるため、インストール直後はまだ有効になっていません。そのため、再起動が必須です。

sudo reboot

再起動後にドライバが有効か確認

nvidia-smi

正常であれば、以下のような出力が表示されます：

+-----------------------------------------------------------------------------+
| NVIDIA-SMI 535.86.05    Driver Version: 535.86.05    CUDA Version: 12.2     |
|-------------------------------+----------------------+----------------------+
| GPU  Name        Persistence-M| Bus-Id        Disp.A | Volatile Uncorr. ECC |
| Fan  Temp  Perf  Pwr:Usage/Cap|         Memory-Usage | GPU-Util  Compute M. |
|===============================+======================+======================|
|   0  GeForce RTX 3070    On   | 00000000:01:00.0 Off |                  N/A |
| 30%   45C    P8    20W / 220W |     10MiB /  8192MiB |      0%      Default |
+-------------------------------+----------------------+----------------------+

3. CUDA Toolkit のインストール

CUDA Toolkitとは？

CUDA Toolkit は、以下を含む開発ツール一式です：

  • CUDAコンパイラ (nvcc)
  • ランタイムライブラリ
  • サンプルコード
  • ユーティリティ（プロファイラ等）

これがないと、GPU向けプログラムのビルドや実行ができません。

ダウンロードページ：

👉 https://developer.nvidia.com/cuda-downloads

✔ 自分に合ったインストーラの選び方：

  1. 上記サイトにアクセス
  2. 以下の情報を自分の環境に合わせて選択：
項目 内容
Operating System Linux
Architecture x86_64（Intel/AMDの場合）
Distribution Ubuntu
Version lsb_release -a で確認可（例：20.04）
Installer Type deb (local) 推奨

CUDA 12.4 のインストール例（Ubuntu 20.04）

wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/12.4.1/local_installers/cuda-repo-ubuntu2004-12-4-local_12.4.1-1_amd64.deb
sudo dpkg -i cuda-repo-ubuntu2004-12-4-local_12.4.1-1_amd64.deb
sudo cp /var/cuda-repo-ubuntu*/cuda-*-keyring.gpg /usr/share/keyrings/
sudo apt update
sudo apt install cuda

4. 環境変数の設定

なぜ必要か？

nvcc や CUDA のライブラリに システムが正しくパスを通す必要があります。

設定手順：

.bashrc または .zshrc に以下を追記：

export PATH=/usr/local/cuda/bin:$PATH
export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda/lib64:$LD_LIBRARY_PATH

設定を即時反映するには：

source ~/.bashrc

source コマンドにより、シェルが再読み込みされ、環境変数が反映されます。

5. 動作確認（nvcc）

CUDAコンパイラ nvcc のバージョンを確認：

nvcc --version

出力例：

Cuda compilation tools, release 12.4, V12.4.123

このように表示されれば、CUDAのインストールと環境設定は成功です。

6. サンプルプログラムのビルドと実行

コード（hello.cu）：

#include <stdio.h>

__global__ void hello() {
    printf("Hello from GPU!\n");
}

int main() {
    hello<<<1, 1>>>();
    cudaDeviceSynchronize();
    return 0;
}

ビルドと実行

nvcc hello.cu -o hello
./hello

出力例：

Hello from GPU!

GPU上でのカーネル実行が確認できます。

補足：アンインストール手順

sudo apt remove --purge cuda
sudo apt remove --purge nvidia-*

以上でCUDA環境のセットアップは完了です。

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