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1-
\chapter{Titolo}\label{AppendiceA}
2-
\blindduck[maths]
1+
\chapter{ROCm 安裝指南}\label{AppendiceA}
2+
3+
在這個章節中，我們將介紹 ROCm 的安裝過程。安裝 ROCm 通常是使用 AMD GPU 的第一個步驟。因此，在開始開發或執行 GPU 程式之前，熟悉 ROCm 環境的安裝過程會有所幫助。
4+
5+
本章將介紹在 Ubuntu 20.04 LTS 作業系統上安裝 ROCm v5.4 的步驟。由於 ROCm 仍在積極開發，我們只會介紹所需的基本操作指令，並說明執行這些指令後的結果。隨著新版本的 ROCm 持續發布，本章部分內容可能會過時。因此，建議讀者在開始安裝之前，參考最新的安裝文件。ROCm 的安裝文件可在 \url{https://docs.amd.com} 取得。
6+
7+
\section{先備條件}
8+
9+
我們將示範如何在 Ubuntu 20.04 LTS 作業系統上安裝 ROCm。ROCm 可以支援多種不同的 Linux 作業系統發行版。目前 ROCm 並不支援 Microsoft Windows 作業系統，但 Windows 的支援可能會在近期推出。
10+
11+
ROCm 支援的作業系統如表格 \ref{table:rocm_supported_distros_and_kernel_versions} 所示。整體而言，ROCm 支援 Red Hat Enterprise Linux (RHEL)、SUSE Linux Enterprise Server (SLES) 和 Ubuntu 發行版。對於每個發行版，都有要求一個最低的核心版本（如 5.14, 4.18）。此外，系統上需要安裝一些額外的軟體套件，例如 \lstinline|wget|、\lstinline|gnupg2|、\lstinline|gawk| 和 \lstinline|curl|，因為這些是 ROCm 安裝腳本所需的必要工具。
12+
13+
14+
\begin{table}[h!]
15+
\centering
16+
\caption{目前支援的 Linux 發行版與核心版本}
17+
\label{table:rocm_supported_distros_and_kernel_versions}
18+
\begin{tabular}{ll}
19+
\hline
20+
\textbf{作業系統} & \textbf{核心版本} \\ \hline
21+
RHEL 9.1 & 5.14 \\
22+
RHEL 8.7 & 4.18 \\
23+
RHEL 8.6 & 4.18 \\
24+
SLES15 SP4 & 5.14.21 \\
25+
Ubuntu 20.04.5 LTS & 5.15 \\
26+
Ubuntu 22.04.1 LTS & 5.15, OEM 5.17 \\ \hline
27+
\end{tabular}
28+
\end{table}
29+
30+
31+
需要執行 GPU 程式的系統使用者必須加入適當的使用者群組。可以使用 groups 指令來檢查目前使用者所屬的群組。若要使用 GPU，使用者需加入 \lstinline|render| 或 \lstinline|video|（推薦）群組之一。可以使用指令 \lstinline|sudo usermod -a -G [group_name] [user_name]| 來將使用者加入特定的群組。
32+
33+
在購買 GPU 硬體之前，應確認預計要購買的 GPU 是否被 ROCm 平台所之援（請參閱表格 \ref{table:rocm_supported_gpus}）。
34+
35+
\begin{table}[h!]
36+
\centering
37+
\caption{ROCm 支援的 GPU 型號}
38+
\label{table:rocm_supported_gpus}
39+
\begin{tabular}{lll}
40+
\hline
41+
\textbf{GPU 系列} & \textbf{GPU} & \textbf{GFX ID} \\ \hline
42+
\multirow{4}{*}{GCN} & AMD Radeon Instinct\texttrademark\ MI50 & \multirow{4}{*}{GFX906} \\
43+
& AMD Radeon Instinct\texttrademark\ MI60 & \\
44+
& AMD Radeon\texttrademark\ VII & \\
45+
& AMD Radeon\texttrademark\ Pro VII & \\
46+
\multirow{2}{*}{RDNA} & AMD Radeon\texttrademark\ Pro W6800 & \multirow{2}{*}{GFX1030} \\
47+
& AMD Radeon\texttrademark\ Pro V620 & \\
48+
\multirow{2}{*}{CDNA} & AMD Instinct\texttrademark\ MI100 & GFX908 \\
49+
& AMD Instinct\texttrademark\ MI200 & GFX90a \\ \hline
50+
\end{tabular}
51+
\end{table}
52+
53+
\section{理解 ROCm 套件}
54+
55+
ROCm 是一個包含許多軟體套件的複雜生態系統。完整的套件列表可以參見圖 \ref{fig:rocm_packages}。這些套件可能有複雜的依賴性關係。為了避免使用者需要逐一安裝套件，ROCm 將這些套件分組為元套件（完整列表請參見表格 \ref{table:rocm_meta_packages}）。使用者通常會選擇安裝元套件，而非單獨安裝各個套件。
56+
57+
\begin{figure}
58+
\centering
59+
\includegraphics[width=1\linewidth]{Appendici/FigureA1.png}
60+
\caption{ROCm 元套件的列表以及包含在元套件中的各個單獨套件}
61+
\label{fig:rocm_packages}
62+
\end{figure}
63+
64+
65+
\section{安裝}
66+
67+
在此概論中，我們介紹兩種安裝 ROCm 的方法，包含安裝程式腳本的方法與套件管理器的方法。
68+
69+
\subsection{安裝程式腳本方法}
70+
\label{sec:rocm_installer_method}
71+
安裝程式腳本方法自動化了 AMDGPU 和 ROCm 的安裝過程。安裝程式腳本會處理 ROCm 的完整安裝過程，包括設定儲存庫、清理檔案系統、更新和安裝所需的驅動程式與元套件。使用此方法，系統對 ROCm 安裝過程有更多控制權。因此，那些對標準 Linux 指令不太熟悉的使用者可以選擇此方法來安裝 ROCm。可以使用以下指令下載並安裝安裝程式：
72+
73+
\begin{lstlisting}[caption={使用安裝程式腳本安裝 ROCm 所需指令}, label={lst:a1}]
74+
sudo apt-get update
75+
wget https://repo.radeon.com/amdgpu-install/5.4.3/ubuntu/focal/amdgpu-install_5.4.50403-1_all.deb
76+
sudo apt-get install ./amdgpu-install_5.4.50403-1_all.deb
77+
\end{lstlisting}
78+
79+
上述指令應該會安裝一個可以幫助管理 ROCm 套件的 \lstinline|amdgpu-install| 程式。如要安裝 ROCm，我們可以使用 \lstinline|sudo ./amdgpu-install| 指令執行安裝。此外，使用者也可以透過像是 \lstinline|sudo amdgpu-install --usecase=rocm| 的指令來安裝特定的使用案例。如果使用者希望一次安裝多個使用案例，可以在 \lstinline|usecase| 參數中指定多個值，並以逗號分隔。例如，指令 \lstinline|sudo amdgpu-install --usecase=rocm,hiplibsdk| 會同時安裝 ROCm 和 \lstinline|hiplibsdk| 兩個使用案例。使用 \lstinline|sudo amdgpu-install --list-usecase| 可以顯示所有可用的使用案例列表。
80+
81+
82+
\subsection{套件管理器方法}
83+
84+
套件管理器方法提供使用者更多安裝選項的靈活性，但在安裝過程中需要更多的使用者操作。建議此方法僅供進階使用者使用。總體來說，使用套件管理器安裝 ROCm 包括以下六個步驟：
85+
86+
\paragraph{步驟 1：安裝 Linux 核心標頭與開發套件}
87+
使用套件管理器方法的前置步驟之一是安裝正確的 Linux 核心標頭與開發套件。
88+
89+
可以使用指令 \lstinline!sudo dpkg -l | grep linux-headers! 來檢查已安裝的核心標頭版本。例如，輸出的結果可能是 \lstinline|ii linux-headers-5.15.0-41-generic 5.15.0-41.44 20.04.1 amd64 Linux kernel headers for version 5.15.0 on 64 bit x86 SMP|。
90+
類似地，可以使用指令 \lstinline!sudo dpkg -l | grep linux-modules-extra! 來列出開發套件，在作者的系統中輸出的結果為
91+
\lstinline|ii linux-modules-extra-5.15.0-41-generic 5.15.0-41.44 20.04.1 amd64 Linux kernel extra modules for version 5.15.0 on 64 bit x86 SMP|。
92+
如果當前版本的 Linux 標頭不符合表 \ref{table:rocm_supported_distros_and_kernel_versions} 中列出的要求，使用者需要使用指令 \lstinline|sudo apt install linux-headers-$(uname -r) linux-modules-extra-$(uname -r)| 來安裝所需的 Linux 標頭。
93+
94+
95+
\paragraph{步驟 2：安裝 AMD GPU 驅動程式}
96+
接下來，我們會使用套件管理器安裝 AMD GPU 驅動程式。套件管理器要求套件必須加密，因此需要安裝一組GNU Privacy Guard（GPG）金鑰。安裝 GPG 金鑰的指令為：
97+
98+
\lstinline!curl -fsSL https://repo.radeon.com/rocm/rocm.gpg.key | sudo gpg --dearmor -o /etc/apt/trusted.gpg.d/rocm-keyring.gpg!。
99+
100+
接下來，使用以下指令將 AMD GPU 儲存庫新增到 Ubuntu 的套件管理器中：
101+
102+
\lstinline!echo 'deb [arch=amd64 signed-by=/etc/apt/trusted.gpg.d/rocm-keyring.gpg] https://repo.radeon.com/amdgpu/5.4.3/ubuntu focal main' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/amdgpu.list!。
103+
新增儲存庫後，別忘了執行 \lstinline|sudo apt-get update|，讓套件管理器能夠取得套件資訊。
104+
最後，使用 \lstinline|sudo apt install amdgpu-dkms| 來安裝 AMD GPU 驅動程式。安裝完成後，需要重新啟動系統。
105+
106+
\paragraph{步驟 3：安裝 ROCm 環境}
107+
為了安裝 ROCm 環境，我們需要使用以下指令將外部資源加入到 Ubuntu 的套件管理器中：
108+
109+
\lstinline!echo 'deb [arch=amd64 signed-by=/etc/apt/trusted.gpg.d/rocm-keyring.gpg] https://repo.radeon.com/rocm/apt/5.4.3 focal main' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/rocm.list!
110+
111+
此指令會建立 \lstinline|rocm.list|，其中包含提供套件的 URL。
112+
113+
接下來，我們需要透過以下指令修改優先權：
114+
115+
\lstinline!echo -e 'Package: *\nPin: release o=repo.radeon.com\nPin-Priority: 600' | sudo tee /etc/apt/preferences.d/rocm-pin-600!
116+
117+
透過為 ROCm 套件設定較高的優先權，我們可以在更新套件時保持穩定版本的 Ubuntu。在新增套件來源並修改優先設定後，我們仍然需要執行 \lstinline|sudo apt-get update|。
118+
119+
120+
\subsection{驗證安裝}
121+
無論使用哪種安裝方法，我們都需要驗證安裝是否成功。如果執行過程中出現錯誤，使用者應該首先檢查 ROCm 安裝是否已損壞。
122+
123+
首先，我們可以檢查 \lstinline|/opt/rocm|目錄是否包含預期的執行檔，例如 \lstinline|rocm-smi|，以及 ROCm 函式庫，例如 \lstinline|librocblas.so|。
124+
其次，我們可以檢查驅動程式是否正常運作。可以使用 \lstinline|dkms status| 指令檢查目前正在使用的驅動程式。例如，在作者的系統中，執行此指令會顯示輸出：\lstinline|amdgpu, 5.16.9.22.20-1438746~20.04, 5.4.0-121-generic, x86_64: installed|。這表示驅動程式已正確安裝並正在使用。
125+
126+
再者，我們應該檢查是否有程式能夠偵測到 GPU 硬體並取得 GPU 的屬性。我們可以執行 \lstinline|/opt/rocm/bin/rocminfo| 或 \lstinline|/opt/rocm/opencl/bin/clinfo| 來取得硬體屬性。如果這兩個程式能夠順利執行並且顯示系統中安裝的 GPU，則表示 ROCm 環境已正確安裝並且正常運作。
127+
128+
最後，我們可以使用平常的 Ubuntu 套件安裝指令來安裝元套件。指令為 \lstinline|sudo apt install <套件名稱>|。例如，如果我們想安裝最常使用的 ROCm 功能，可以使用 \lstinline|sudo apt install rocm|。
129+
130+
131+
\section{更新 ROCm}
132+
保持新版本的 ROCm 非常重要，因為工具和函式庫會不斷收到新的功能更新、錯誤修復、效能改善和安全性更新。和安裝過程類似，使用者可以選擇使用安裝程式或是 Linux 發行版提供的套件管理器。
133+
134+
若要使用安裝程式腳本方法，首先需要按照章節 \ref{sec:rocm_installer_method} 所描述的步驟安裝安裝程式。接下來，升級套件版本的過程與全新安裝相同。若要更新特定的使用案例，可以使用指令 \lstinline|sudo amdgpu-install --usecase=<使用案例>|。
135+
136+
若是使用套件管理器更新 ROCm，則會需要較多指令。首先，我們需要更新 AMD GPU 驅動程式套件的外部來源，使用以下指令：
137+
138+
\lstinline!echo 'deb [arch=amd64 signed-by=/etc/apt/trusted.gpg.d/rocm-keyring.gpg] <amdgpu baseurl> focal main' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/amdgpu.list!
139+
140+
修改來源清單後需要執行 \lstinline|sudo apt-get update|。接著，我們可以使用指令 \lstinline|sudo apt install amdgpu-dkms| 來更新驅動程式。同樣，安裝完成後，需要重新啟動系統。
141+
142+
最後，我們需要對 ROCm 套件重複此過程。使用以下指令來修改外部來源：
143+
144+
\lstinline!echo 'deb [arch=amd64 signed-by=/etc/apt/trusted.gpg.d/rocm-keyring.gpg] <rocm baseurl> focal main' | sudo tee /etc/apt/sources.list.d/rocm.list!
145+
146+
\lstinline!echo -e 'Package: *\nPin: release o=repo.radeon.com\nPin-Priority: 600' | sudo tee /etc/apt/preferences.d/rocm-pin-600!
147+
148+
接著，我們可以使用套件管理器更新 ROCm 套件，指令為：\lstinline|sudo apt install --only-upgrade <元套件名稱>|。
149+
150+
\section{解除安裝 ROCm}
151+
若要解除安裝 ROCm，我們可以選擇使用安裝程式腳本（在這種情況下是解除安裝程式）或是 Linux 發行版的套件管理器。如果 ROCm 是透過安裝程式腳本安裝的，解除安裝程式會與安裝程式一併提供。解除安裝 ROCm 只需執行 \lstinline|sudo amdgpu-uninstall| 即可。
152+
Ubuntu 的套件管理器可以輕鬆解除安裝 ROCm 或特定的使用案例。指令為：
153+
\lstinline|sudo apt autoremove <套件名稱>|。
154+
155+
156+
\begin{table}[h!]
157+
\centering
158+
\caption{ROCm 的元套件}
159+
\label{table:rocm_meta_packages}
160+
\begin{tabular}{lp{0.6\linewidth}}
161+
\hline
162+
\textbf{元套件} & \textbf{說明} \\
163+
\hline
164+
\lstinline|rocm-hip-libraries| & \lstinline|rocm-hip-libraries| 會安裝為 AMD 平台優化的 HIP 函式庫。 \\
165+
\lstinline|rocm-hip-runtime| & \lstinline|rocm-hip-runtime| 會安裝運行在 AMD 平台上以 HIP 撰寫的應用程式所需的套件 \\
166+
\lstinline|rocm-hip-runtime-devel| & \lstinline|rocm-hip-runtime-devel| 會安裝開發基於 HIP 的應用程式或將其從 CUDA 移植過來所需的套件 \\
167+
\lstinline|rocm-hip-sdk| & \lstinline|rocm-hip-sdk| 會安裝開發/移植使用 HIP 的應用程式所需的套件以及為 AMD 平台提供的函式庫 \\
168+
\lstinline|rocm-language-runtime| & \lstinline|rocm-language-runtime| 會安裝 ROCm 執行環境 \\
169+
\lstinline|rocm-ml-libraries| & \lstinline|rocm-ml-libraries| 會安裝關鍵的機器學習函式庫套件（主要是 MIOpen） \\
170+
\lstinline|rocm-ml-sdk| & \lstinline|rocm-ml-sdk| 會安裝開發和運行使用為 AMD 平台優化的機器學習運算單元的應用程式所需的套件 \\
171+
\lstinline|rocm-opencl-runtime| & \lstinline|rocm-opencl-runtime| 會安裝在 AMD 平台上執行基於 OpenCL 的應用程式所需的套件 \\
172+
\lstinline|rocm-opencl-sdk| & \lstinline|rocm-opencl-sdk| 會安裝在 AMD 平台上開發基於 OpenCL 的應用程式所需的套件 \\
173+
\lstinline|rocm-openmp-runtime| & \lstinline|rocm-openmp-runtime| 會安裝在 AMD 平台上執行基於 OpenMP 的應用程式所需的套件 \\
174+
\lstinline|rocm-openmp-sdk| & \lstinline|rocm-openmp-sdk| 會安裝在 AMD 平台上開發基於 OpenMP 的應用程式所需的套件 \\
175+
\hline
176+
\end{tabular}
177+
\end{table}

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