CUDA简介

CUDA（Compute Unified Device Architecture）是由NVIDIA公司开发的一种并行计算平台和应用程序接口(API)。CUDA允许开发者直接使用NVIDIA的图形处理单元（GPU）进行通用计算。

CUDA的主要优点是，它可以使GPU以并行的方式处理大量的计算任务。这是因为GPU是由成百上千个核心组成的，这些核心可以同时处理多个计算任务。相比之下，传统的中央处理器（CPU）只有几个核心，因此在处理大量的并行计算任务时，其效率远不如GPU。

CUDA的另一个优点是，它提供了一种简单的编程模型，使得开发者可以很容易地在CUDA平台上开发并行计算应用。CUDA支持C，C++，Python等多种编程语言，开发者可以使用这些语言编写CUDA程序，然后通过CUDA编译器将这些程序编译成可以在GPU上运行的代码。

CUDA的主要应用领域包括科学计算，机器学习，深度学习，图形处理等。在这些领域中，需要处理大量的并行计算任务，而CUDA提供的并行计算能力可以极大地提高这些任务的处理速度。

总的来说，CUDA是一种强大的并行计算平台，它可以让开发者充分利用GPU的计算能力，以提高应用程序的性能。然而，虽然CUDA提供了一种简单的编程模型，但是要充分利用CUDA的并行计算能力，还需要开发者具有一定的并行编程知识和技能。

在本文中，我们将向您展示如何从Ubuntu官方软件包仓库上安装CUDA到Ubuntu 22.04 LTS。我们还将向您展示如何在Ubuntu 22.04 LTS上编写、编译和运行您的第一个CUDA程序。

先决条件

为了在Ubuntu 22.04 LTS操作系统上安装CUDA、编译CUDA程序和运行CUDA程序，您需要以下内容：

1. 计算机上安装了NVIDIA GPU。
2. Ubuntu操作系统上安装了NVIDIA GPU驱动程序。

在Ubuntu上安装NVIDIA驱动程序

您必须在Ubuntu操作系统上安装NVIDIA GPU驱动程序才能使用CUDA。如果您尚未在Ubuntu机器上安装NVIDIA GPU驱动程序，请阅读有关在Ubuntu 22.04 LTS上安装NVIDIA驱动程序的文章或在本文下方评论。

更新APT软件包仓库缓存

在Ubuntu上安装NVIDIA驱动程序后，使用以下命令更新APT软件包仓库缓存：

sudo apt update

如果有需要更新的软件包则类似以下输出：

如果您是新安装的系统，我建议更新一下。不更新也并无大碍，我们继续执行下面的步骤。

安装GCC和其他构建工具

要编译CUDA程序，您需要在Ubuntu机器上安装GCC和其他一些构建工具。

要在Ubuntu上安装GCC编译器和所需的构建工具，请运行以下命令：

sudo apt install build-essential

要确认安装，请按Enter（或者输入y再按enter）

检查是否可以访问GCC的C和C++编译器，运行以下命令：

gcc --version
g++ --version

从官方Ubuntu软件包仓库安装CUDA

要从Ubuntu的官方软件包仓库安装CUDA，请运行以下命令：

sudo apt install nvidia-cuda-toolkit nvidia-cuda-toolkit-gcc

要确认安装，请按Enter（或者输入y再按enter）

测试CUDA是否在Ubuntu上成功安装。

nvcc --version

到这里，恭喜你已经成功安装了CUDA，随着时间推移，版本可能有所不同。

编写、编译和运行一个简单的CUDA程序

接下来给大家演示一下如何编写、编译、运行一个非常简单的CUDA Hello world程序。

首先，在您选择的代码编辑器中创建一个新的“hello.cu”文件（如果您想跟随操作，请将其放在~/code目录下），并输入以下代码行：

#Example Code

__global__ void sayHello() {
    printf("Hello world from the GPU!\n");
}

 int main() {
   printf("Hello world from the CPU!\n");

 sayHello<<<1,1>>>();

cudaDeviceSynchronize();
   
   return 0;
}

完成后，保存“hello.cu”文件。

要编译“hello.cu”CUDA 程序，请打开终端并导航到 ~/code 目录（或保存 hello.cu 文件的目录）。

cd ~/code
#输入以下命令检查文件是否成功保存
ls

要使用“nvcc”CUDA编译器编译“hello.cu”CUDA程序并创建可执行文件“hello”，请运行以下命令：

nvcc hello.cu -o hello

“hello.cu”CUDA 程序应编译无误，并创建一个新的可执行二进制文件“hello”。

#运行编译好的程序
./hello

如果您看到以下输出，则说明 CUDA 在您的 Ubuntu 计算机上运行良好。编译和运行 CUDA 程序应该没有问题：

Hello world from the CPU!
Hello world from the GPU!

总结

到这里，相信您已经成功在Ubuntu 22.04 LTS上安装了CUDA并编写、编译和运行成功了一个简单的 CUDA 程序。