1. CUDA の概要

CUDAとは

CUDA は、NVIDIA が開発した並列コンピューティングプラットフォームおよびプログラミングモデルで、開発者が GPU を使用してコンピューティングを高速化できるようにします。CUDA を使用すると、GPU 上で大規模な並列コンピューティングタスクを実行でき、コンピューティングパフォーマンスを大幅に向上させることができます。

CUDAの利点

従来の CPU コンピューティングと比較して、CUDA には次の利点があります。

強力な並列処理能力: GPU には数千の処理コアがあり、同時に多数の並列タスクを処理できますが、CPU には数十のコアしかありません。
リスト項目の計算速度が速い: GPU は CPU よりもクロック周波数が高いため、計算タスクをより速く実行できます。
より大きなメモリ帯域幅: GPU は CPU よりも大きなメモリ帯域幅を備えているため、データのより高速な読み取りと書き込みが可能です。
さらなるプログラマビリティ: CUDA は、開発者が並列コンピューティングに GPU を簡単に使用できるようにする便利なプログラミングモデルを提供します。

2.CUDAをインストールする

CUDA をダウンロード

CUDA をインストールするには、まず NVIDIA 公式 Web サイトから CUDA Toolkit をダウンロードする必要があります。CUDA ツールキットの最新バージョンは、https://developer.nvidia.com/cuda-downloads で見つけることができます。

CUDA ツールキットをインストールする

CUDA Toolkit をダウンロードした後、以下の手順に従ってインストールする必要があります。

ダウンロードしたインストーラーをダブルクリックし、プロンプトに従ってインストールします。CUDA Toolkit を初めてインストールする場合は、インストールするコンポーネントを選択できるように、「カスタム」インストールオプションを選択することをお勧めします。
[カスタムインストールオプション] ダイアログボックスで、インストールするコンポーネントを選択します。次のコンポーネントをインストールすることをお勧めします。

CUDA Toolkit: CUDA コンパイラ、CUDA ランタイムライブラリなどを含む CUDA の主要コンポーネント。
CUDA サンプル: CUDA サンプルプログラム。CUDA プログラミングを示すいくつかのサンプルプログラムが含まれます。
CUDA Visual Studio 統合: CUDA を Visual Studio に統合するために使用されます。

「インストール」ボタンをクリックして、CUDA Toolkit のインストールを開始します。

CLionをインストールする

CLion は、CUDA 開発環境を統合できる C++ 開発用のクロスプラットフォーム統合開発環境です。CLion の最新バージョンは、https://www.jetbrains.com/clion/download/ で見つけることができます。

CUDAプラグインをインストールする

CLionをインストールした後、CLionでCUDA開発を行うことができる「CUDA」というプラグインをインストールする必要があります。CUDA プラグインをインストールするには、次の手順に従います。

CLionを開き、「ファイル」→「設定」メニューを選択します。
[設定]ダイアログボックスで、[プラグイン]タブを選択します。
マーケットプレイスウィンドウで「CUDA」を検索し、「CUDA」プラグインを見つけて「インストール」ボタンをクリックしてインストールします。
インストールが完了したら、CLion を再起動します。

3. CUDAプロジェクトを作成する

CUDA プラグインをインストールした後、新しい CUDA プロジェクトを作成して CUDA コードの作成を開始できます。以下の手順に従います。

CLionを開き、「ファイル」→「新規プロジェクト」メニューを選択します。
[新しいプロジェクト] ダイアログで、CUDA 実行可能プロジェクトタイプを選択します。
プロジェクト名とパスを入力し、「作成」ボタンをクリックします。
[新しいプロジェクト] ダイアログで、[単一ファイル] オプションを選択し、ファイル名 (例: main.cu) を入力します。
「main.cu」ファイルに次のコードを入力します。

#include <stdio.h>
__global__ void helloCUDA()
{
    
    
    printf("Hello CUDA from GPU!\n");
}
int main()
{
    
    
    helloCUDA<<<1,1>>>();
    cudaDeviceSynchronize();
    return 0;
}

「実行」ボタンをクリックすると、CLion に「Hello CUDA from GPU!」という出力が表示されるはずです。

CUDAの導入とインストール