Ubuntu 24.04 安装 NVIDIA 驱动及 CUDA 开发环境完整指南

• nvidia-driver-550 被标记为 recommended，是针对 RTX 4060 的最佳选择。
• nvidia-driver-535 是较旧的稳定版本。
• nvidia-driver-570-server 系列通常用于服务器环境。

结论： 我们选择安装 nvidia-driver-550。

3. 安装 NVIDIA 驱动

直接安装推荐的驱动包以及相关的设置工具。

# 安装推荐的驱动、设置工具和依赖
sudo apt install nvidia-driver-550 nvidia-settings nvidia-prime libnvidia-extra-550

# 如果遇到 'aplay command not found' 警告，安装 alsa-utils
sudo apt install alsa-utils

4. 禁用开源驱动 nouveau

NVIDIA 官方驱动与 nouveau 驱动冲突，必须禁用。这一步很关键，否则驱动无法加载。

# 创建并编辑黑名单配置文件
sudo vim /etc/modprobe.d/blacklist-nouveau.conf

文件内容：

blacklist nouveau
options nouveau modeset=0

# 更新 initramfs 以应用更改
sudo update-initramfs -u

5. 启用 DRM 内核模式设置 (可选但推荐)

此设置能改善启动体验和电源管理，特别是对于桌面用户。

# 编辑 GRUB 配置
sudo vim /etc/default/grub

修改 GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT 行：

# 修改前
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash"

# 修改后 (添加 nvidia-drm.modeset=1)
GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="quiet splash nvidia-drm.modeset=1"

更新 GRUB 配置：

sudo update-grub

6. 重启系统

所有配置生效需要重启。

sudo reboot

7. 验证安装

重启后，执行以下命令验证驱动是否成功安装。

# 1. 检查 NVIDIA 驱动和 GPU 状态
nvidia-smi

预期成功输出：

+---------------------------------------------------------------------------------------+
| NVIDIA-SMI 550.xx.xx Driver Version: 550.xx.xx CUDA Version: 12.4 |
|-----------------------------------------+----------------------+----------------------|
| GPU Name Persistence-M| Bus-Id Disp.A | Volatile Uncorr. ECC |
| Fan Temp Perf Pwr:Usage/Cap| Memory-Usage | GPU-Util Compute M. |
| | | MIG M. |
|===============================+======================+======================|
| 0 RTX 4060 Off | 00000000:01:00.0 On | N/A |
| 0% 42C P8 11W / 115W | 320MiB / 8192MiB | 0% Default |
+-------------------------------+----------------------+----------------------+

# 2. 检查 OpenGL 渲染器是否为 NVIDIA
glxinfo | grep "OpenGL renderer"
# 预期输出：OpenGL renderer string: NVIDIA GeForce RTX 4060/PCIe/SSE2

# 3. 检查 Prime 选择 (适用于双显卡笔记本)
prime-select query
# 预期输出：nvidia

8. 故障排除 (如果 nvidia-smi 失败)

如果 nvidia-smi 报错 NVIDIA-SMI has failed because it couldn't communicate with the NVIDIA driver，请按以下步骤排查：

8.1 检查内核模块是否加载

lsmod | grep nvidia

• 成功： 应看到 nvidia, nvidia_drm, nvidia_uvm, nvidia_modeset 等模块。
• 失败： 无输出或缺少关键模块，说明驱动未加载。

8.2 检查内核日志

sudo dmesg | grep -i nvidia

• 查找 NVRM: Failed to load 或其他错误信息。

8.3 检查 Nouveau 是否被禁用

lsmod | grep nouveau

• 成功： 无任何输出。
• 失败： 有输出，说明 nouveau 仍在运行，需返回第 4 步确认黑名单配置并再次执行 sudo update-initramfs -u。

8.4 尝试手动加载模块

sudo modprobe nvidia_drm
sudo modprobe nvidia_uvm
sudo modprobe nvidia
nvidia-smi # 再次尝试

8.5 重新生成 initramfs

sudo update-initramfs -u -k all
sudo reboot

8.6 彻底重装驱动

# 彻底清除所有 NVIDIA 相关包
sudo apt purge '^nvidia-.*' '^libnvidia-.*'
sudo apt autoremove

# 重新安装推荐驱动
sudo apt install nvidia-driver-550 nvidia-settings nvidia-prime libnvidia-extra-550

# 重新禁用 nouveau 和更新 initramfs
echo -e "blacklist nouveau\noptions nouveau modeset=0" | sudo tee /etc/modprobe.d/blacklist-nouveau.conf
sudo update-initramfs -u

# 重新配置 DRM 模式设置
sudo sed -i 's/GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT=""/GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="nvidia-drm.modeset=1"/' /etc/default/grub
sudo update-grub

# 最后重启
sudo reboot

9. 可选：安装 CUDA 工具包 (开发环境)

CUDA (Compute Unified Device Architecture) 是 NVIDIA 的并行计算平台和编程模型，用于在 GPU 上进行通用计算。安装 CUDA 需要理解其与 NVIDIA 驱动的关系。

9.1 核心概念：CUDA 版本与 NVIDIA 驱动的兼容性

• CUDA Toolkit (工具包): 这是开发者使用的软件包，包含编译器 (nvcc)、库、头文件和调试工具。您安装的是这个。
• NVIDIA 驱动 (Driver): 这是操作系统与 GPU 硬件通信的底层软件。驱动中包含一个 CUDA Runtime (运行时) 组件。
• 关键关系： NVIDIA 驱动版本决定了您能使用的最高 CUDA Toolkit 版本。一个较新的驱动可以支持多个较旧的 CUDA Toolkit 版本。例如，nvidia-driver-550 支持最高到 CUDA 12.4。

如何选择版本？

1. 查看 nvidia-smi 输出： 安装好驱动后运行 nvidia-smi，注意输出中的 CUDA Version: xx.x。这表示当前驱动支持的最高 CUDA 版本。
2. 选择 CUDA Toolkit： 您可以安装等于或低于此版本号的 CUDA Toolkit。例如，如果 nvidia-smi 显示 CUDA Version: 12.4，您可以安全地安装 CUDA 12.4, 12.3, 12.2 等。
3. 推荐策略： 通常建议安装与驱动支持的最高版本相同的 CUDA Toolkit，以获得最新的功能和性能优化。

9.2 安装 CUDA Toolkit 的两种方法

方法一：使用 Ubuntu 仓库 (推荐 - 简单)

Ubuntu 仓库提供了 nvidia-cuda-toolkit 包，它会自动安装与当前系统驱动兼容的 CUDA 版本。

# 安装仓库中的 CUDA 工具包
sudo apt install nvidia-cuda-toolkit

# 验证安装
nvcc --version
# 输出应包含类似：release 12.4, V12.4.xxx

• 优点： 简单，自动处理依赖，版本兼容性有保障。
• 缺点： 版本可能不是最新的，功能可能不如官方包完整。

方法二：使用 NVIDIA 官方仓库 (推荐 - 功能完整)

此方法可以安装特定版本的 CUDA Toolkit。

验证安装：

nvcc --version
# 应输出安装的 CUDA 版本

配置环境变量： 将 CUDA 的 bin 和 lib64 目录添加到您的 PATH 和 LD_LIBRARY_PATH 中。

# 编辑 ~/.bashrc 文件
echo 'export PATH=/usr/local/cuda-12.4/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
echo 'export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda-12.4/lib64:$LD_LIBRARY_PATH' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

添加 NVIDIA 官方 GPG 密钥和仓库：

# 下载并添加 GPG 密钥
wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2204/x86_64/cuda-keyring_1.1-1_all.deb
sudo dpkg -i cuda-keyring_1.1-1_all.deb

# 添加仓库 (Ubuntu 24.04 使用 22.04 的仓库，通常兼容)
sudo apt-get update
sudo apt-get install cuda-toolkit-12-4
# 安装 CUDA 12.4 版本

注意： 请根据 nvidia-smi 显示的最高 CUDA 版本来选择安装包，如 cuda-toolkit-12-3 或 cuda-toolkit-12-2。将 12-4 替换为相应的版本号。

9.3 注意事项

• 驱动优先： 必须先成功安装 NVIDIA 驱动，再安装 CUDA Toolkit。
• 版本匹配： 务必确保 CUDA Toolkit 版本 不高于 nvidia-smi 报告的 CUDA 版本。
• 重启： 在安装或更新驱动后，通常需要重启才能正确加载 CUDA 运行时。
• 多版本管理： 如果需要多个 CUDA 版本，可以使用符号链接 /usr/local/cuda 指向当前使用的版本，方便切换。

10. 性能优化建议

# 启用持久模式 (保持 GPU 始终处于高性能状态)
sudo nvidia-smi -pm1

# 启用 NVENC 编码加速 (可选)
echo -e "options nvidia NVreg_EnableStreamMemOPs=1\noptions nvidia NVreg_EnableMSI=1" | sudo tee /etc/modprobe.d/nvidia.conf
sudo update-initramfs -u

总结

成功安装 NVIDIA 驱动和 CUDA 环境的关键在于：

1. 选择正确的驱动版本 (nvidia-driver-550 for RTX 4060)。
2. 彻底禁用 nouveau 驱动 并更新 initramfs。
3. 重启系统 使更改生效。
4. 使用 nvidia-smi 和 glxinfo 验证驱动安装结果。
5. 理解 CUDA 与驱动的关系，根据 nvidia-smi 的输出选择兼容的 CUDA Toolkit 版本进行安装。

遇到问题时，dmesg 和 lsmod 是最重要的诊断工具。