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PythonでAI・機械学習環境構築

Last updated at Posted at 2020-10-29

■PC環境
CPU:i7
メインメモリ:16GB
GPU:NVIDIA 「Tesla80」

■OS
WindowsServer2019/64bit

■セットアップツール
●CUDA toolkit
CUDA10.0 [cuda_10.0.130_win10_network.exe]
cuDNN7.4 [cudnn-10.0-windows10-x64-v7.6.0.64.zip]
●Python環境
Python3.8 (Miniconda3 Windows 64-bit)

① GPU(Cuda)ドライバセットアップ
NVIDIAからTesla K80のドライバをダウンロード、インストール。
URL:https://www.nvidia.com/Download/Find.aspx
サイトから下記プロダクトタイプを選択
Product Type: Datacenter/Tesla
Product Series: K-Series
Product Type: Tesla k80
OS: Windows 2019

インストール後、デバイスマネージャから該当のGPUボードが表示される
GPU.png

② CudaToolkitセットアップ
●CUDA Toolkit ダウンロードサイト
下記サイトよりCUDA10.0 [cuda_10.0.130_win10_network.exe]をダウンロード
https://developer.nvidia.com/cuda-10.0-download-archive

ダンロードしたexeをインストール
下記、画面で「AGREE AND CONTINUE」を選択
image.png

Customを選択しNextをクリック

image.png

下記、チェックしNextをクリック

image.png

Nextをクリック

image.png

チェックをつけNextをクリック

image.png

Nextをクリック

image.png

CLOSEをクリック

image.png

●cudnnダウンロードサイト
https://developer.nvidia.com/rdp/cudnn-archive
下記サイトよりcuDNN7.4 [cudnn-10.0-windows10-x64-v7.6.0.64.zip]をダウンロード
https://developer.nvidia.com/compute/machine-learning/cudnn/secure/v7.6.0.64/prod/10.0_20190516/cudnn-10.0-windows10-x64-v7.6.0.64.zip

DLした「cudnn-10.0-windows10-x64-v7.6.0.64.zip」を解凍
下記構成に従いファイルをコピー

●セットアップ
cudnn-10.0-windows10-x64-v7.6.0.64
└─cuda

├─bin
│ cudnn64_7.dll => C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v10.0\bin\ にコピー

├─include
│ cudnn.h => C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v10.0\include にコピー

└─lib
└─x64
cudnn.lib => C:\Program Files\NVIDIA GPU Computing Toolkit\CUDA\v10.0\lib\x64 にコピー

以上でCUDA Toolkitセットアップ完了

③ Python(Anaconda またはminiconda)環境
今回はAnacondaのミニ版のMiniconda をセットアップしPython仮想環境を構築する。
下記サイトから「Miniconda3 Windows 64-bit (Miniconda3-latest-Windows-x86_64.exe)」をダウンロード
https://conda.io/miniconda.html

image.png

ダウンロードした「Miniconda3-latest-Windows-x86_64.exe」をダブルクリックし、下記手順に従ってインストールを実施
なお、ユーザー名は「Administrator」になっているのでPathは自身のPC環境に置き換えて実施

●Nextを押下

image.png

●I Agree を選択

image.png

●Nextを押下

image.png

●Nextを押下

image.png

●Installを押下
グローバルパスを変更するかどうかのチェック欄があるが、これは推奨通りに変更しない(チェックを入れない)

image.png

●Nextを押下

image.png

●チェックボックスのチェックをはずしFinishを押下

image.png

●スタートメニューからAnaconda Prompt(miniconda3) を起動

image.png

Anaconda Promptが表示される

image.png

以降の作業は、Anaconda Promptで実施

■任意のバージョンの Python 環境を作成
2020/10時点での最新版の Python は 3.8.5 だが、Tensorflowの最新バージョンでは 3.8 はサポートされていないため「3.7」のバージョンで作成

●実施コマンド

conda create -n py37 python=3.7

image.png

●追加のインストールパッケージ一覧が表示されるので「y」を入力してエンターを押下

image.png

インストールが完了すればデフォルトで下記パスに仮想環境が作成される
「C:\ProgramData\Miniconda3\envs\py37」

●仮想環境起動

conda activate py37

image.png

●pythonバージョン確認

python --version

image.png

●作成した仮想環境の確認

conda info -e

image.png

●仮想環境を停止する場合

conda deactivate

■拡張パッケージのインストール(今回使用したもの)
python -m pip install --upgrade pip
pip install tensorflow-gpu==2.0
pip install keras==2.3.1
pip install scikit-learn
pip install pandas
pip install beautifulsoup4
pip install requests
pip install matplotlib
pip install pillow
pip install opencv-python
pip install pyttsx3
pip install pydot
pip install pydotplus
pip install lxml
pip install janome
pip install seaborn
pip install pydot-ng
pip install IPython
pip install lightgbm==2.3.0
pip install jupyter
conda install graphviz

システム環境変数「Path」に仮想環境にインストールしたライブラリ「graphviz」のパスを通しておく
例)C:\ProgramData\Miniconda3\envs\py37\Library\bin\graphviz

■Jupyter Notebook起動

jupyter notebook

image.png

ブラウザが起動し下記画面が表示される
image.png

■実行するソースコードを下記に設置
C:\share

■Jupyter Notebookの初期ディレクトリを変更

  1. jupyter notebookの設定ファイルを作る Aanaconda Promptで仮想環境起動

conda activate py37

下記コマンドを実行

jupyter notebook --generate-config

「default config」が[C:\Users[ユーザー名].jupyter\jupyter_notebook_config.py]に生成されるので「default config」の
c.NotebookApp.notebook_dir = ''
を下記に修正(今回は「c:\share」)※先頭の#は消すこと
c.NotebookApp.notebook_dir = 'c:\share'

以上で設定完了

■Jupyter Notebook tips

・help
ESC+H

・Jupyter Notebookのプログラム実行をリセット
ツールバーの「Kernel → Restart & Clear Output」でカーネルを初期化

・セル行番号表示/表示解除
ESC+L

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