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文档开发本地 AI / 数据科学环境

本地 AI / 数据科学环境

本文介绍如何在 Ubuntu 26.04 上搭建完整的本地 AI 和数据科学开发环境。

NVIDIA CUDA 环境配置

运行 GPU 加速的 AI 模型需要先安装 NVIDIA 驱动和 CUDA 工具包。

安装 NVIDIA 驱动

# 查看推荐的驱动版本 ubuntu-drivers devices # 安装推荐驱动 sudo ubuntu-drivers autoinstall # 或按 ubuntu-drivers devices 的输出手动安装指定版本 sudo apt install nvidia-driver-XXX -y # 重启 sudo reboot

验证驱动:

nvidia-smi

安装 CUDA Toolkit

# 通过 apt 安装(Ubuntu 仓库版本) sudo apt install cuda-toolkit -y # 验证 nvcc --version

如需特定版本的 CUDA,可从 NVIDIA 官方仓库安装(Ubuntu 26.04 对应 ubuntu2604):

wget https://developer.download.nvidia.com/compute/cuda/repos/ubuntu2604/x86_64/cuda-keyring_1.1-1_all.deb sudo dpkg -i cuda-keyring_1.1-1_all.deb sudo apt update # 查看仓库中可用的 CUDA Toolkit 版本 apt-cache search cuda-toolkit # 安装指定版本(将 XX-Y 替换为实际可用版本) sudo apt install cuda-toolkit-XX-Y -y
Note

Ubuntu 26.04 已将 NVIDIA CUDA Toolkit 纳入官方仓库,可直接 sudo apt install cuda-toolkit;NVIDIA 官方 ubuntu2604 仓库可用于需要特定 CUDA 版本的场景。

配置环境变量:

echo 'export PATH=/usr/local/cuda/bin:$PATH' >> ~/.bashrc echo 'export LD_LIBRARY_PATH=/usr/local/cuda/lib64:$LD_LIBRARY_PATH' >> ~/.bashrc source ~/.bashrc

安装 cuDNN

sudo apt install libcudnn9-cuda-12 libcudnn9-dev-cuda-12 -y

Ollama:本地运行大语言模型

Ollama 让你在本地轻松运行 Llama、Mistral、Gemma 等大语言模型。

安装 Ollama

curl -fsSL https://ollama.com/install.sh | sh

基础使用

# 运行模型(首次会自动下载) ollama run llama3.2 # 运行其他模型 ollama run mistral ollama run gemma2 ollama run qwen2.5 ollama run deepseek-r1 # 列出已下载的模型 ollama list # 删除模型 ollama rm llama3.2 # 查看运行中的模型 ollama ps

Ollama API

Ollama 提供 REST API,默认运行在 http://localhost:11434:

# 生成文本 curl http://localhost:11434/api/generate -d '{ "model": "llama3.2", "prompt": "用中文解释什么是机器学习" }' # 聊天对话 curl http://localhost:11434/api/chat -d '{ "model": "llama3.2", "messages": [ {"role": "user", "content": "你好"} ] }'

配合 Open WebUI 使用

Open WebUI 为 Ollama 提供一个类似 ChatGPT 的网页界面:

docker run -d -p 3000:8080 \ --add-host=host.docker.internal:host-gateway \ -v open-webui:/app/backend/data \ --name open-webui \ ghcr.io/open-webui/open-webui:main

访问 http://localhost:3000 即可使用。

Jupyter Notebook / Lab

Jupyter 是数据科学和机器学习领域最常用的交互式开发环境。

安装 JupyterLab

# Ubuntu 26.04 默认禁止系统级 pip 安装(PEP 668) # 方法一:用 pipx 安装为独立应用 sudo apt install -y pipx pipx ensurepath pipx install jupyterlab # 方法二:在虚拟环境中安装 python3 -m venv ~/jupyter-env source ~/jupyter-env/bin/activate pip install jupyterlab notebook # 方法三:使用 conda conda install -c conda-forge jupyterlab

启动 JupyterLab

jupyter lab

浏览器会自动打开 http://localhost:8888。

安装常用内核

# 安装 R 内核 sudo apt install r-base -y R -e "install.packages('IRkernel'); IRkernel::installspec()" # 为特定虚拟环境安装内核 python -m ipykernel install --user --name myenv --display-name "Python (myenv)"

推荐的 Jupyter 扩展

# 在安装 JupyterLab 的同一虚拟环境(或 pipx 注入)中安装 # pipx 用户可用:pipx inject jupyterlab jupyterlab-lsp python-lsp-server jupyterlab-git pip install jupyterlab-lsp python-lsp-server pip install jupyterlab-git

PyTorch

PyTorch 是目前最流行的深度学习框架。

安装 PyTorch(GPU 版)

# 在虚拟环境中安装(PEP 668) python3 -m venv ~/torch-env source ~/torch-env/bin/activate # pip install torch 默认安装当前 CUDA 版本的轮子; # 旧驱动可显式指定较低 CUDA,如 cu126 pip install torch torchvision torchaudio --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu126 # 使用 conda conda install pytorch torchvision torchaudio pytorch-cuda=12.6 -c pytorch -c nvidia

安装 PyTorch(CPU 版)

pip install torch torchvision torchaudio --index-url https://download.pytorch.org/whl/cpu

验证 PyTorch GPU 支持

import torch print(f"PyTorch 版本: {torch.__version__}") print(f"CUDA 可用: {torch.cuda.is_available()}") print(f"CUDA 版本: {torch.version.cuda}") print(f"GPU 设备: {torch.cuda.get_device_name(0)}") # 简单测试 x = torch.rand(3, 3).cuda() print(x)

TensorFlow

安装 TensorFlow

# GPU 版(自动检测 CUDA) pip install tensorflow # 验证 python -c "import tensorflow as tf; print(tf.config.list_physical_devices('GPU'))"

TensorFlow GPU 验证

import tensorflow as tf print(f"TensorFlow 版本: {tf.__version__}") print(f"GPU 设备: {tf.config.list_physical_devices('GPU')}") # 简单测试 with tf.device('/GPU:0'): a = tf.constant([[1.0, 2.0], [3.0, 4.0]]) b = tf.constant([[5.0, 6.0], [7.0, 8.0]]) c = tf.matmul(a, b) print(c)

数据科学常用工具包

# 请先激活虚拟环境(PEP 668:不可直接对系统 Python 用 pip) python3 -m venv ~/ds-env && source ~/ds-env/bin/activate pip install numpy pandas matplotlib seaborn scikit-learn scipy pip install plotly bokeh altair pip install polars # pandas 的高性能替代 pip install xgboost lightgbm catboost # 梯度提升框架

完整的 AI 开发环境示例

以下是一个推荐的项目环境搭建流程:

# 创建项目目录 mkdir ~/ai-project && cd ~/ai-project # 创建 conda 环境(conda 环境内可安全使用 pip) conda create -n ai python=3.13 -y conda activate ai # 安装核心库(默认 CUDA;旧驱动可指定 cu126) pip install torch torchvision torchaudio --index-url https://download.pytorch.org/whl/cu126 pip install transformers datasets accelerate pip install jupyterlab pip install numpy pandas matplotlib scikit-learn # 启动 Jupyter jupyter lab

使用 Hugging Face Transformers

pip install transformers datasets accelerate
from transformers import pipeline # 文本生成 generator = pipeline("text-generation", model="gpt2") result = generator("人工智能的未来是", max_length=50) print(result) # 中文文本分类 classifier = pipeline("sentiment-analysis", model="uer/roberta-base-finetuned-chinanews-chinese") result = classifier("这个产品非常好用") print(result)

监控 GPU 使用

# 实时监控 watch -n 1 nvidia-smi # 使用 nvitop(更美观的界面)——用 pipx 安装为独立 CLI 工具 pipx install nvitop nvitop # 使用 gpustat pipx install gpustat gpustat -i 1

本地 AI 环境搭建完成后,你就可以在 Ubuntu 26.04 上运行各种大语言模型和深度学习任务了。

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