NVIDIA GPUで作るHeadless X11 Linux
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メガデモ勉強会 http://atnd.org/events/41216 で使用したプレゼンです。 NVIDIA製のGPUを使用したHeadless X11 Linux環境の構築についての解説になります。
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- 1. NVIDIA GPUで作るHeadless X11 Linux President of REAL TiME XPRESS & RTX1911 demo division Coder, Graphics & Music artist, Director Tomoki Shishikura (@T_SRTX1911) メガデモ勉強会 | SAKURA Internet | Jul 20, 2013 月曜日22日7月13年
- 3. 最近のデモ SCOTTIE - Nonoil & SystemK 月曜日22日7月13年
- 4. 最近のデモ SCOTTIE - Nonoil & SystemK FPS 月曜日22日7月13年
- 9. 問題点 •モダンなデモを開発するには、僕のMacBook Proでは遅すぎる。 (Intel Core2Duo, 8GB RAM, NVIDIA 9400M) •SCOTTIEは、0 ~ 4 FPSでしか動かなかった。 (SCOTTIEはDirectXですが、参考程度に...) •動かすのですら大変なのに開発となったら... 月曜日22日7月13年
- 11. 解決案 1.WindowsのRDPを使用する。 2.Linux の X11 Forwarding を使用する。 月曜日22日7月13年
- 12. Windowsマシンに RDP (Remote Desktop Protocol) で画面を転送してみる 月曜日22日7月13年
- 13. 月曜日22日7月13年
- 15. 解決案 1.WindowsのRDPを使用する。 2.Linux の X11 Forwarding を使用する。 月曜日22日7月13年
- 16. Linux の X11 Forwarding を使ってみる 月曜日22日7月13年
- 17. 月曜日22日7月13年
- 19. 解決案 1.WindowsのRDPを使用する。 2.Linux の X11 Forwarding を使用する。 月曜日22日7月13年
- 20. 解決案 1.WindowsのRDPを使用する。 2.Linux の X11 Forwarding を使用する。 3. Headless X11 な Linux を使用する。 月曜日22日7月13年
- 21. Headless X11って何? •Headless つまり、頭がない事（直訳） •マウス、キーボード、モニター等を必要 としないLinux環境 •VNC + SSH tunneling で手元のコンピューターへ画面を転送する •速い、CUDAとかも使える。 月曜日22日7月13年
- 22. メリット •コンピューターに必要なスペースが少ない •速い、普通のVNCとかより描画などが速い •VPN などを使えば、外からでも高性能な環境が使える •OpenGLでデモを作る人はこれで るね! (Linuxのウィンドウ周り のコードをかく必要があるけど...) ↑ (デモならGLUT使えばいいんじゃない?) 月曜日22日7月13年
- 23. デメリット •ネイティブ環境と比べると、遅い •たまに切れる (致命的、僕の環境ではVNCでターミナルを開く と、切れる) •セキュリティ的に甘い (VPNなどを通してアクセスするの推奨) •一人しか使えない (? 調査中) 月曜日22日7月13年
- 24. 今回の設定環境 •VPNは、Mac OS X ServerのVPN機能を使用 (L2TP) •Linux は、CentOS 6.4 を使用 (RHEL系がいい) •AMD Athlon II X2, 4GB RAM, NVIDIA GTS250... •設定などに Mac OS X 10.8 のターミナルを使用 月曜日22日7月13年
- 26. VIM or EMACS •Linuxのことを話すと必ずこれでなんか言う人がいるが... はっきり言ってどうでもいい！ •GNU nano とか echo とか使えばいいんじゃないの (適当) •(あ、ちなみに説明ではvimを使います。[not vim教]) 月曜日22日7月13年
- 28. 流れ 1. CentOS 6セットアップ 2. 初期設定(sudo) 3. ネットワークを自動起動させる 4. GPU driver setup 4-1. 下準備 4-2.ドライバーインストール 月曜日22日7月13年
- 29. 流れ 5. リポジストリの編集 6. X環境構築 7. Headless X11 構築 8. CUDA 環境構築 9. x11vnc 構築 月曜日22日7月13年
- 30. 1. CentOS 6 セットアップ •普通にセットアップします •SSH などのパッケージは、必ず選択する事 •少しの間、キーボード、マウス、ディスプレイが必要 月曜日22日7月13年
- 31. 2. 初期設定 (sudo) •作業効率を上げるため sudo の設定をする。 • $ su • # visudo • [アカウント名] ALL=(ALL) ALL を追加 •保存して exit 月曜日22日7月13年
- 32. 2. 初期設定 (sudo) •以上でsudoが使えるようになる。 •以降 ユーザーのコマンドは、先頭に $ スーパーユーザーのコマンドは、先頭に # を付けて説明する。 月曜日22日7月13年
- 33. 3. ネットワークを自動接続させる •CentOSの起動時にネットワークを自動接続させる • #vi /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-[ネットワークデバイス名] •自動接続させるため ONBOOT を yes にする •保存した後、ネットワークを再起動する # /etc/rc.d/init.d/network restart •ここからはSSHを使うとよさげ 月曜日22日7月13年
- 34. 4. GPU driver setup •これより、NVIDIAのドライバーをセットアップするのだが、 Windowsなどと比べるといろいろ複雑なので、少し詳しく書く。 月曜日22日7月13年
- 36. 4-1. 下準備 •まずは、自動でXが起動しないように設定をする。 •# vi /etc/inittab •id:5:initdefault を id:3:initdefault に変更する。 月曜日22日7月13年
- 37. 4-1. 下準備 •次にnouveauドライバーがロードされないようにする •# vi /boot/grub/grub.conf •kernelで始まる行の終わりに次の文を加える •nouveau.modeset=0 •保存して # reboot 月曜日22日7月13年
- 38. 4-1. 下準備 •以降、起動時のロード画面がかわる •いったんログイン後にstartxでXをスタートさせ、フォルダの名前 を英語にするか聞かれるので、英語に変えておく。 月曜日22日7月13年
- 39. 4-2. ドライバーインストール •$ cd Downloads •$ wget [NVIDIAのドライバーのダウンロードURL] •ダウンロード後、実行可能にするパーミッションを与える •$ chmod +x [ファイル名] 月曜日22日7月13年
- 40. 4-2. ドライバーインストール •スーパーユーザー権限でドライバーをインストールする •$ sudo ./[ファイル名] •全部Yesとかの方を選ぶ、WARNINGはOKを押して進める •インストール後、再起動 •# reboot 月曜日22日7月13年
- 41. 5. リポジストリの編集 •今回のやり方はテストのため、セキュリティ的に望ましくない方 法をしています。しっかりやりたい人は、自分で調べて... •まずは、リポジストリを最も速いミラーに設定する。 •$ sudo -i •# yum install yum-fastestmirror 月曜日22日7月13年
- 42. 5. リポジストリの編集 •CentOSPlusを有効にする •# vi /etc/yum.repos.d/CentOS-Base.repo •[centosplus] の下にある enabled=0 を 1 にする。 •そして次の二つのリポジストリを追加する 月曜日22日7月13年
- 43. 5. リポジストリの編集 [rpmforge] name=RPMforge RPM repository for Red Hat Enterprise Linux baseurl=http://ftp.riken.jp/Linux/dag/redhat/el6/en/$basearch/ rpmforge/ gpgcheck=0 enabled=1 月曜日22日7月13年
- 44. 5. リポジストリの編集 [epel] name=EPEL RPM Repository for Red Hat Enterprise Linux baseurl=http://ftp.riken.jp/Linux/fedora/epel/6/$basearch/ gpgcheck=0 enabled=1 の二つを追加する。 月曜日22日7月13年
- 45. 5. リポジストリの編集 •保存後リポジストリをアップデートする。 •# yum update 月曜日22日7月13年
- 46. 6. X環境構築 •保存後リポジストリをアップデートする。 •# yum update 月曜日22日7月13年
- 47. 7. Headless X11 構築 •nvidia-xconfig の --use-display-device=Noneによって、Headless X11 環境を構築する。 •--virtual=WxH で解像度を指定し、 --enable-all-gpus で全ての GPUを使用する。 •# nvidia-xconfig -a --use-display-device=None --enable-all-gpus -- virtual=1280x800 月曜日22日7月13年
- 48. 7. Headless X11 構築 •備考: •udevが起動してなかったり、DeviceセクションにBusIDがない と、Xは起動しない。 •udevを起動させておくか、DeviceセクションにBusIDを記載して おく 月曜日22日7月13年
- 49. 7. Headless X11 構築 •このままでは、ユーザー権限でXを起動しようとしたとき、PAM 関連のセキュリティエラーが出て起動できないので、ユーザーで もXを起動できるように書き換える。 •# vi /etc/pam.d/xserver •auth required の pam_console.so を pam_permit.so に変更 •これで起動できるようになる 月曜日22日7月13年
- 50. 7. Headless X11 構築 •Linuxには、出力画面を選択する DISPLAY変数という物がある、 基本的に、GPU0は :0.0 に設定されている。 •現在のDISPLAY変数は、以下のコマンドで確認できる。 $ env | grep DISPLAY •SSHのXForwardingを使用しているときのクライアント側の画面 は localhost:10.0 などになってる事が多い. 月曜日22日7月13年
- 51. 7. Headless X11 構築 •Xは以下のようにディスプレイ番号を指定する事もできる $ startx -- :0.0 •また、最後に & を付けるとバックグラウンドで開始できる $ startx -- :0.0 & •DISPLAY変数を :0.0 にかえるには $ export DISPLAY=:0.0 月曜日22日7月13年
- 52. 7. Headless X11 構築 •$ export DISPLAY=:0.0 •$ glxinfo •OpenGL vendor string などの項目をみる事で、NVIDIAのドライ バーが読み込まれているかどうかを確認する事ができる。 月曜日22日7月13年
- 53. 7. Headless X11 構築 •$ glxgears •97157 frames in 5.0 seconds = 19431.389 FPS •HWアクセラレーションがしっかりと効いているため、1万を超え るFPSが出る。 月曜日22日7月13年
- 54. 8. CUDA 環境構築 •サンプルをmakeする上でglutが必要なのでインストールする •$ cd ~/Downloads •$ wget http://mirror.centos.org/centos/6/os/x86_64/Packages/ freeglut-2.6.0-1.el6.x86_64.rpm •$ wget http://mirror.centos.org/centos/6/os/x86_64/Packages/ freeglut-devel-2.6.0-1.el6.x86_64.rpm 月曜日22日7月13年
- 55. 8. CUDA 環境構築 •# rpm -ivh freeglut-2.6.0-1.el6.x86_64.rpm freeglut- devel-2.6.0-1.el6.x86_64.rpm •これでサンプルをコンパイルする事ができる。 •以降OpenGLが使えるが、古いfreeglutなので、必要なら新しいバ ージョンを入れる 月曜日22日7月13年
- 56. 8. CUDA 環境構築 •これよりCUDA 5.0 をインストールするが、ドライバーはインス トールせずに、Toolkitとサンプルコードのみを入れる。 •$ cd ~/Downloads •$ wget http://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/5_0/ rel-update-1/installers/cuda_5.0.35_linux_64_rhel6.x-1.run 月曜日22日7月13年
- 57. 8. CUDA 環境構築 •$ chmod +x cuda_5.0.35_linux_64_rhel6.x-1.run •# ./cuda_5.0.35_linux_64_rhel6.x-1.run •ライセンスに同意するか聞かれるので、 accept と入力する。 月曜日22日7月13年
- 58. 8. CUDA 環境構築 •Do you accept the previously read EULA? (accept/decline/quit): accept •Install NVIDIA Accelerated Graphics Driver for Linux-x86_64 304.54? ((y)es/(n)o/(q)uit): n •Install the CUDA 5.0 Toolkit? ((y)es/(n)o/(q)uit): y •Enter Toolkit Location [ default is /usr/local/cuda-5.0 ]: (Enter) •Install the CUDA 5.0 Samples? ((y)es/(n)o/(q)uit): y •Enter CUDA Samples Location [ default is /usr/local/cuda-5.0/ samples ]: (Enter) 月曜日22日7月13年
- 59. 8. CUDA 環境構築 •sample をコンパイルする •$ cd /usr/local/cuda-5.0/samples •# make -k •MPI環境をインストールしていないので、1部のコンパイルに失敗 するが、無視して進める。 月曜日22日7月13年
- 60. 8. CUDA 環境構築 •CUDAを使う上で、パスを通さないといけないので以下の文を ~/.bashrc に書いておく •export PATH=$PATH:/usr/local/cuda-5.0/bin •export LD_LIBRARY_PATH=$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/ cuda-5.0/lib64 月曜日22日7月13年
- 61. 8. CUDA 環境構築 •CUDA がしっかりと動作しているか、サンプルを動かしてみて確 認する。 •$ cd /usr/local/cuda-5.0/samples/0_Simple/vectorAddDrv •$ ./vectorAddDrv 月曜日22日7月13年
- 62. 8. CUDA 環境構築 •Vector Addition (Driver API) > Using Device 0: "GeForce [なんとかなんとか]" with Compute 3.5 capability > findModulePath found file at <./vectorAdd_kernel64.ptx> > initCUDA loading module: <./vectorAdd_kernel64.ptx> > PTX JIT log: •自分の使ってるGPUの名前が出てれば成功です。 月曜日22日7月13年
- 63. 8. CUDA 環境構築 •複数のGPUを搭載している場合は、複数扱えているかをサンプル を実行して確認する •$ cd /usr/local/cuda-5.0/samples/0_Simple/simpleMultiGPU •$ ./simpleMultiGPU 月曜日22日7月13年
- 64. 8. CUDA 環境構築 Starting simpleMultiGPU CUDA-capable device count: 2 Generating input data... Computing with 2 GPUs... GPU Processing time: 13.682000 (ms) Computing with Host CPU... Comparing GPU and Host CPU results... GPU sum: 16777280.000000 CPU sum: 16777294.395033 Relative difference: 8.580068E-07 月曜日22日7月13年
- 65. 8. CUDA 環境構築 •2GPUs と表示されればしっかり機能しているといえる。 •たくさんのGPUを使う場合もほぼ同じかと思われます。 月曜日22日7月13年
- 67. 9. x11vnc 構築 •$ cd ~/Downloads •$ wget http://x11vnc.sourceforge.net/dev/x11vnc-0.9.14-dev.tar.gz •$ tar -zxvf x11vnc-0.9.13 •$ ./ configure •$ make •$ sudo make install 月曜日22日7月13年
- 68. 9. x11vnc 構築 •以上でインストールは完了する。 •これで、Headless X11 Linux が完成する。 •もう、ディスプレイ、キーボード、マウスは外してしまって大丈 夫! 月曜日22日7月13年
- 70. Headless X11 Linux 使い方 •VNCのソフトウェアは、SSH Tunneling に対応したVNCクライア ントを使用する。 •Mac OSだと、ChickenというVNCクライアントがSSH Tunneling にも対応していておすすめです。 http://sourceforge.net/projects/chicken/ •もしくは、手動でSSH Tunneling してください。 月曜日22日7月13年
- 71. Headless X11 Linux 使い方 (1) •まずはサーバーにSSHでログインする。そして以下の二つを実行 •$ startx -- :0.0 & •$ x11vnc -display :0.0 -forever -auth guess -noxdamage & •これで二つともバックグラウンドで開始されます。 このコマンド実行後にexitでsshを切断するとプロセスは残るの で、いちいち立ち上げるのめんどいという人にはいいかも 月曜日22日7月13年
- 72. Headless X11 Linux 使い方 (2) •次にVNCクライアントで、SSH Tunneling を使用してサーバーに アクセスします。 •Tunnel over SSH などがそうです。 •これで、Headless X11 の画面が手元のPCに送られてきます。 月曜日22日7月13年
- 73. Headless X11 Linux 使い方 (3) •試しに、CUDA の Particles を動かしてみます。 •$ export DISPLAY=:0.0 •$ cd /usr/local/cuda-5.0/samples/5_Simulations/particles/ •$ ./particles •実行するとVNCの画面にひょうじされるはず。 月曜日22日7月13年
- 74. で、Headless X11 Linux で 何ができるの? 月曜日22日7月13年
- 78. 月曜日22日7月13年
- 80. まとめ •Linuxの基礎知識があるとHeadless X11 Linuxを構築して、比較的 快適にOpenGLのデモが作成できる。 •環境に依存する事 (CUDAなど) も外で使える。 •デモ以外にも様々な使い道がありそうですね. 月曜日22日7月13年