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gpu 的驱动,cuda,cudnn的关系

这个讲述了 nvidia 和 驱动,gpu 之间的关系。

如果你对 cpu 和 gpu 之间的关系感兴趣,请阅读:

CPU 和 GPU 的区别


什么是显卡?


显卡(Video card,Graphics card)全称显示接口卡,又称显示适配器,是计算机最基本配置、最重要的配件之一。就像电脑联网需要网卡,主机里的数据要显示在屏幕上就需要显卡。因此,显卡是电脑进行数模信号转换的设备,承担输出显示图形的任务。具体来说,显卡接在电脑主板上,它将电脑的数字信号转换成模拟信号让显示器显示出来。

原始的显卡一般都是集成在主板上,只完成最基本的信号输出工作,并不用来处理数据。随着显卡的迅速发展,就出现了GPU的概念,显卡也分为独立显卡和集成显卡。


什么是GPU?


GPU这个概念是由Nvidia公司于1999年提出的。GPU是显卡上的一块芯片,就像CPU是主板上的一块芯片。那么1999年之前显卡上就没有GPU吗?当然有,只不过那时候没有人给它命名,也没有引起人们足够的重视,发展比较慢。

自Nvidia提出GPU这个概念后,GPU就进入了快速发展时期。简单来说,其经过了以下几个阶段的发展:

1.仅用于图形渲染,此功能是GPU的初衷,这一点从它的名字就可以看出:Graphic Processing Unit,图形处理单元;

2.后来人们发现,GPU这么一个强大的器件只用于图形处理太浪费了,它应该用来做更多的工作,例如浮点运算。怎么做呢?直接把浮点运算交给GPU是做不到的,因为它只能用于图形处理(那个时候)。最容易想到的,是把浮点运算做一些处理,包装成图形渲染任务,然后交给GPU来做。这就是GPGPU(General Purpose GPU)的概念。不过这样做有一个缺点,就是你必须有一定的图形学知识,否则你不知道如何包装。

3.于是,为了让不懂图形学知识的人也能体验到GPU运算的强大,Nvidia公司又提出了CUDA的概念。


什么是CUDA?


CUDA(ComputeUnified Device Architecture),是显卡厂商NVIDIA推出的运算平台。 CUDA是一种由NVIDIA推出的通用并行计算架构。它包含CUDA指令集架构以及GPU内部的并行计算引擎。你只要使用一种类似于C语言的CUDA C语言,就可以开发CUDA程序,从而可以更加方便的利用GPU强大的计算能力,而不是像以前那样先将计算任务包装成图形渲染任务,再交由GPU处理。

换句话说CUDA是NVIDIA推出的用于自家GPU的并行计算框架,也就是说CUDA只能在NVIDIA的GPU上运行,而且只有当要解决的计算问题是可以大量并行计算的时候才能发挥CUDA的作用。

注意,并不是所有GPU都支持CUDA。


什么是CUDNN?


NVIDIA cuDNN是用于深度神经网络的GPU加速库。它强调性能、易用性和低内存开销。NVIDIA cuDNN可以集成到更高级别的机器学习框架中,如谷歌的Tensorflow、加州大学伯克利分校的流行caffe软件。简单的插入式设计可以让开发人员专注于设计和实现神经网络模型,而不是简单调整性能,同时还可以在GPU上实现高性能现代并行计算。

如果你要用GPU训练模型,cuDNN不是必须的,但是一般会采用这个加速库。


CUDA与CUDNN的关系?


CUDA看作是一个工作台,上面配有很多工具,如锤子、螺丝刀等。cuDNN是基于CUDA的深度学习GPU加速库,有了它才能在GPU上完成深度学习的计算。它就相当于工作的工具,比如它就是个扳手。但是CUDA这个工作台买来的时候,并没有送扳手。想要在CUDA上运行深度神经网络,就要安装cuDNN,就像你想要拧个螺帽就要把扳手买回来。这样才能使GPU进行深度神经网络的工作,工作速度相较CPU快很多。

CUDNN不会对CUDA造成影响

官方Linux安装指南表述:

从官方安装指南可以看出,只要把cuDNN文件复制到CUDA的对应文件夹里就可以,即是所谓插入式设计,把cuDNN数据库添加CUDA里,cuDNN是CUDA的扩展计算库,不会对CUDA造成其他影响。

cuDNN的安装文件有两个文件夹,共五个文件,如下

cudnn.h是调用加速库的文件,*.os是

CUDA平台里对应文件夹的文件,如下

可以看到,CUDA已有的文件与cuDNN没有相同的文件,复制CUDNN的文件后,CUDA里的文件并不会被覆盖,CUDA其他文件并不会受影响。


总结


简单来说,CPU适合串行计算,擅长逻辑控制。GPU擅长并行高强度并行计算,适用于AI算法的训练学习

CUDA 是NVIDIA专门负责管理分配运算单元的框架

cuDNN是用于深层神经网络的gpu加速库


查询版本命令:


ubuntu:

cuda 版本

nvcc -V
cat /usr/local/cuda/version.txt

cudnn 版本

cat /usr/local/cuda/include/cudnn.h | grep CUDNN_MAJOR -A 2

查看Nvidia GPU版本

nvidia-smi
lspci | grep -i nvidia

查看NVIDIA驱动版本

sudo dpkg --list | grep nvidia-*
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