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Keras安装和配置指南(Linux)

声明

本教程不得用于任何形式的商业用途,如果需要转载请与作者SCP-173联系,如果发现未经允许复制转载,将保留追求其法律责任的权利。


关于计算机的硬件配置说明

推荐配置

如果您是高校学生或者高级研究人员,并且实验室或者个人资金充沛,建议您采用如下配置:

  • 主板:X99型号或Z170型号
  • CPU: i7-5830K或i7-6700K 及其以上高级型号
  • 内存:品牌内存,总容量32G以上,根据主板组成4通道或8通道
  • SSD: 品牌固态硬盘,容量256G以上
  • 显卡:NVIDIA GTX 1080、NVIDIA GTX TITAN、NVIDIA GTX 1070、NVIDIA GTX 1060 (顺序为优先建议,并且建议同一显卡,可以根据主板插槽数量购买多块,例如X99型号主板最多可以采用×4的显卡)
  • 电源:由主机机容量的确定,一般有显卡总容量后再加200W即可

最低配置

如果您是仅仅用于自学或代码调试,亦或是条件所限仅采用自己现有的设备进行开发,那么您的电脑至少满足以下几点:

  • CPU:Intel第三代i5和i7以上系列产品或同性能AMD公司产品
  • 内存:总容量4G以上

CPU说明

  • 大多数CPU目前支持多核多线程,那么如果您采用CPU加速,就可以使用多线程运算。这方面的优势对于服务器CPU集群和多核并行CPU尤为关键

显卡说明

  • 如果您的显卡是非NVIDIA公司的产品或是NVIDIA GTX系列中型号的第一个数字低于4或NVIDIA的GT系列,都不建议您采用此类显卡进行加速计算,例如NVIDIA GT 910NVIDIA GTX 450 等等。
  • 如果您的显卡为笔记本上的GTX移动显卡(型号后面带有标识M),那么请您慎重使用显卡加速,因为移动版GPU很容易发生过热烧毁现象。
  • 如果您的显卡,显示的是诸如 HD5000,ATI 5650 等类型的显卡,那么您只能使用CPU加速
  • 如果您的显卡为Pascal架构的显卡(NVIDIA GTX 1080,NVIDIA GTX 1070等),您只能在之后的配置中选择CUDA 8.0

基本开发环境搭建

1. Linux 发行版

linux有很多发行版,本文强烈建议读者采用新版的Ubuntu 16.04 LTS一方面,对于大多数新手来说Ubuntu具有很好的图形界面,与乐观的开源社区;另一方面,Ubuntu是Nvidia官方以及绝大多数深度学习框架默认开发环境。个人不建议使用Ubuntu Kylin,之前提出有部分信息表示,中国官方开发的这个版本有部分功能被“阉割”,你懂得。Ubuntu 16.04 LTS下载地址:

http://www.ubuntu.org.cn/download/desktop

通过U盘安装好后,进行初始化环境设置。

2. Ubuntu初始环境设置

  • 安装开发包打开终端输入:
# 系统升级>>> sudo apt update>>> sudo apt upgrade# 安装python基础开发包>>> sudo apt install -y python-dev python-pip python-nose gcc g++ git gfortran vim
  • 安装运算加速库打开终端输入:
>>> sudo apt install -y libopenblas-dev liblapack-dev libatlas-base-dev

3. CUDA开发环境的搭建(CPU加速跳过)

如果您的仅仅采用cpu加速,可跳过此步骤- 下载CUDA8.0

下载地址:

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

之后打开终端输入:

>>> sudo dpkg -i cuda-repo-ubuntu1604-8-0-local_8.0.44-1_amd64.deb>>> sudo apt update>>> sudo apt install cuda

自动配置成功就好。

  • 将CUDA路径添加至环境变量在终端输入:
>>> sudo gedit /etc/bash.bashrc

bash.bashrc文件中添加:

export CUDA_HOME=/usr/local/cuda-8.0export PATH=/usr/local/cuda-8.0/bin${PATH:+:${PATH}}export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda-8.0/lib64${LD_LIBRARY_PATH:+:${LD_LIBRARY_PATH}}

之后source gedit /etc/.bashrc即可同样,在终端输入:

>>> sudo gedit ~/.bashrc

.bashrc中添加如上相同内容(如果您使用的是zsh,在~/.zshrc添加即可)

  • 测试在终端输入:
>>> nvcc -V

会得到相应的nvcc编译器相应的信息,那么CUDA配置成功了。记得重启系统

4. 加速库cuDNN(可选)

从官网下载需要注册账号申请,两三天批准。网盘搜索一般也能找到最新版。 Linux目前就是cudnn-8.0-win-x64-v5.1-prod.zip。 下载解压出来是名为cuda的文件夹,里面有bin、include、lib,将三个文件夹复制到安装CUDA的地方覆盖对应文件夹,在终端中输入:

>>> sudo cp include/cudnn.h /usr/local/cuda-8.0/include/>>> sudo cp lib64/* /usr/local/cuda-8.0/lib64/

Keras框架搭建

相关开发包安装

终端中输入:

>>> sudo pip install -U --pre pip setuptools wheel>>> sudo pip install -U --pre numpy scipy matplotlib scikit-learn scikit-image>>> sudo pip install -U --pre theano>>> sudo pip install -U --pre keras

安装完毕后,输入python,然后输入:

>>> import theano>>> import keras

如果没有任何提示,则表明安装已经成功

Keras环境设置

  • 修改默认keras后端在终端中输入:
>>> gedit ~/.keras/keras.json
  • 配置theano文件在终端中输入:
>>> gedit ~/.theanorc

并写入以下:

[global]openmp=False device = gpu floatX = float32 allow_input_downcast=True [lib]cnmem = 0.8 [blas]ldflags= -lopenblas[nvcc]fastmath = True

如果您的所安装的是CPU加速版本,那么.theanorc文件配置如下:

[global]openmp=True device = cpu floatX = float32 allow_input_downcast=True [blas]ldflags= -lopenblas

之后可以验证keras是否安装成功,在命令行中输入Python命令进入Python变成命令行环境:

>>>import keras

没有报错,并且会打印出关于显卡信息以及cnmem等信息(CPU版本没有)那么Keras就已经成功安装了。

加速测试

速度测试

新建一个文件test.py,内容为:

from theano import function, config, shared, sandboximport theano.tensor as Timport numpyimport timevlen = 10 * 30 * 768 # 10 x #cores x # threads per core iters = 1000rng = numpy.random.RandomState(22)x = shared(numpy.asarray(rng.rand(vlen), config.floatX))f = function([], T.exp(x))print(f.maker.fgraph.toposort())t0 = time.time()for i in xrange(iters): r = f()t1 = time.time()print('Looping %d times took %f seconds' % (iters, t1 - t0))print('Result is %s' % (r,))if numpy.any([isinstance(x.op, T.Elemwise) for x in f.maker.fgraph.toposort()]): print('Used the cpu')else: print('Used the gpu')

在GTX 970显卡下,输出结果大概是0.21秒,在一百倍运算量下19秒,可以进行对比。理论上,相比较主频为3.3GHz的CPU,加速比应该是75倍,但不同的ssd和内存限制了IO接口传输速度。

Keras中mnist数据集测试

下载Keras开发包

git clone https://github.com/fchollet/keras.gitcd keras/examples/python mnist_mlp.py

程序无错进行,至此,keras安装完成。

声明与联系方式

由于作者水平和研究方向所限,无法对所有模块都非常精通,因此文档中不可避免的会出现各种错误、疏漏和不足之处。如果您在使用过程中有任何意见、建议和疑问,欢迎发送邮件到scp173.cool@gmail.com与作者取得联系.

本教程不得用于任何形式的商业用途,如果需要转载请与作者或中文文档作者联系,如果发现未经允许复制转载,将保留追求其法律责任的权利。

作者:SCP-173E-mail :scp173.cool@gmail.com如果您需要及时得到指导帮助,可以加微信:SCP173-cool,酌情打赏即可

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