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 -yNote
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 -yOllama: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 psOllama 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-gitPyTorch
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 acceleratefrom 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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