CUDA编程(一)安装

前言

  1. 什么是CPU

    CPU 由数百万个晶体管组成,可以有多个处理内核,通常被称为计算机的大脑。它是所有现代计算系统必不可少的组成部分,因为它执行计算机和操作系统所需的命令和流程。 在确定程序运行速度方面(从网页浏览到构建电子表格),CPU 也很重要。

  2. 什么是GPU

    GPU 是由许多更小、更专业的内核组成的处理器。 在多个内核之间划分并执行一项处理任务时,通过协同工作,这些内核可以提供强大的性能。

  3. 我们为什么要使用GPU

    在AI兴起的时代,科学计算往往涉及非常高维度的矩阵计算,基于CPU的串行计算难以满足其性能要求,因此基于GPU的并行计算应运而生。显然,并行计算要求同时处理很多的数据,这就要求硬件有很多核。因此,在相同的价格和功率范围内,比CPU提供更高的指令吞吐量和内存带宽。

安装

1. 安装环境

win10

vs2019

cuda11.1

2. 打开VS新建空项目

在源文件中创建CUDA的.cu文件。其中当CUDA安装完成后就会出现相应的CUDA区域。(如果该区域没有可以参考https://blog.youkuaiyun.com/weixin_39591031/article/details/124462430)

32c27dd12a72c83de6bc0e95a03f9950.png

3. 配置环境

在VC++目录---包含目录中添加C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.1\include

b931f7932f6c67a84af0c9be6800a0aa.png

在VC++目录---库目录中添加C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.1\lib\x64

925ff5203c00ca2c7fb9271abc5967f9.png

在连接器---输入---附加依赖项中添加lib,将文件夹C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v11.1\lib\x64中的所有.lib都加入。

0059abd37478dcd87936e44dbf517461.png

项目右键---生成依赖项---生成自定义---勾选相应的CUDA(如果碰到自定义中没有cuda的解决办法https://blog.youkuaiyun.com/a7_aaaaa/article/details/122470988)

edcf00618fc60ebc90e37fb23e1f19f8.png

.cu文件右键---属性---配置属性---常规---项类型---CUDA C/C++

ff4b9bdec9b1b9942d09b68696a56fe3.png

工具---选项---文本编辑器---文件扩展名---添加cu,和cuh

1aa8e18e0026936ddc317be247974166.png

工具---选项---VC++项目设置添加---.cu.cuh

1a86b86bb8e12052786c92027aa1fd2e.png

测试是否安装成功

测试代码

#include<iostream>
using namespace std;
#include"cuda_runtime.h"
#include<cudnn.h>
#include<cuda.h>
#include<device_functions.h>


int main()
{
  int dev = 0;
  cudaDeviceProp devProp;
  cudaGetDeviceProperties(&devProp, dev);
  std::cout << "使用GPU device " << dev << ": " << devProp.name << std::endl;


  cout << "柯西的笔" << endl;
  return 0;
}

如果没有报错正常输出显卡类型即安装成功了。后面的文章将陆续由简到难讲解cuda编程。

### 安装 CUDA 编程环境的指南 安装 CUDA 编程环境需要系列步骤来确保开发工具和驱动程序正确配置。以下是对安装过程的专业指导。 #### 1. 系统准备 在开始安装之前,必须确认操作系统是否支持 CUDA 工具包。例如,在 Ubuntu 18.04 上安装时,可以通过创建优先级文件来确保 CUDA 存储库被优先使用[^4]。这步可以通过以下命令完成: ```bash $ wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64/cuda-ubuntu1804.pin $ sudo mv cuda-ubuntu1804.pin /etc/apt/preferences.d/cuda-repository-pin-600 ``` #### 2. 添加 NVIDIA CUDA 存储库 为了获取最新的 CUDA 工具包版本,需添加 NVIDIA 的官方存储库。此操作包括下载 GPG 密钥并更新包管理器索引[^4]: ```bash $ sudo apt-key adv --fetch-keys https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64/7fa2af80.pub $ sudo add-apt-repository "deb http://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu1804/x86_64/ /" $ sudo apt-get update ``` #### 3. 安装 CUDA 工具包 通过包管理器安装 CUDA 工具包及其相关依赖项。以下是安装命令示例: ```bash $ sudo apt-get install cuda ``` 安装完成后,需要重启系统以加载新的 NVIDIA 驱动程序[^3]。 #### 4. 配置环境变量 安装后,必须设置环境变量以便系统能够找到 CUDA 工具链。通常需要将 CUDA 的 `bin` 和 `lib` 路径添加到 `PATH` 和 `LD_LIBRARY_PATH` 中[^3]。可以在 `.bashrc` 文件中添加以下行: ```bash export PATH=/usr/local/cuda/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda/lib64:$LD_LIBRARY_PATH ``` 然后执行以下命令使更改生效: ```bash $ source ~/.bashrc ``` #### 5. 验证安装 验证 CUDA 是否正确安装可以通过运行简单的测试程序来完成。例如,编译并运行 `deviceQuery` 示例程序可以检查 GPU 是否被正确识别[^1]: ```bash $ cd /usr/local/cuda/samples/1_Utilities/deviceQuery $ sudo make $ ./deviceQuery ``` #### 6. 使用 nvcc 编译器 CUDA 提供了 `nvcc` 编译器,用于简化 C 或 PTX 代码的编译流程[^2]。开发者可以通过以下命令编译个简单的 CUDA 程序: ```bash $ nvcc -o my_program my_program.cu ``` ---
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