配置深度学习主机与环境（TensorFlow+1080Ti）：（二）Win10&Ubuntu双系统与显卡驱动安装

Win10

Ubuntu

配置深度学习主机与环境（TensorFlow+1080Ti）：
（一）硬件选购与主机组装
（二）Win10&Ubuntu双系统与显卡驱动安装
（三）CUDA与CUDNN安装
（四）基于Anaconda的TensorFlow安装

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网上安装双系统的教程不少，但多数教程所使用的硬件以现在的眼光看来显得有些过时；另外，其原有所使用的方法，对于新的硬件也不再合适。本教程写于2017年7月，希望能够给大家提供些许帮助，避免重走弯路。

目前安装双系统的主要基于两种构架：BIOS+MBR 和 UEFI+GPT，可以简单的理解为EFI是新一代的BIOS，GPT是新一代的分区方式。基本上目前市面上的新机器，都是以UEFI+GPT构架为主。需要注意的是，对于 UEFI固件，一般还是沿用之前的称呼：BIOS，在查询相关资料的时候需要注意，可能BIOS指的就是UEFI。
BIOS即Basic Input/Output System，翻成中文是“基本输入/输出系统”，是一种所谓的“固件”，负责在开机时做硬件启动和检测等工作，并且担任操作系统控制硬件时的中介角色。

新型UEFI，全称“统一的可扩展固件接口”(Unified Extensible Firmware Interface)， 是一种详细描述类型接口的标准。这种接口用于操作系统自动从预启动的操作环境，加载到一种操作系统上。
可扩展固件接口（Extensible Firmware Interface，EFI）是 Intel 为 PC 固件的体系结构、接口和服务提出的建议标准。其主要目的是为了提供一组在 OS 加载之前（启动前）在所有平台上一致的、正确指定的启动服务，被看做是有近20多年历史的 BIOS 的继任者。

GUID磁碟分割表（GUID Partition Table，缩写：GPT）其含义为“全局唯一标识磁盘分区表”，是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准。它是可拓展固件接口（EFI）标准的一部分，被用于替代BIOS系统中的一32bits来存储逻辑块地址和大小信息的主开机纪录（MBR）分区表。

通常使用BIOS+MBR构架的双系统需要使用EasyBCD软件来添加启动项，使用EFI并不需要，两种方法我都尝试过，最后当然选择UEFI+GPT，更新更简单。

1. 安装前准备

• U盘（最低8G），用于制作启动盘
• Win10安装软件
  
  

  选择第二项：立即下载工具
• Ubuntu 16.04 LTS(长期支持)版本，建议使用16.04版本，以获取长期支持保持系统稳定。

2. BIOS（UEFI）设置（系统性能）

此次BOIS设置为系统基本设置，主要和系统硬件性能相关。包括XMP内存超频设置，风扇管理设置，电源管理设置。总之，使系统能够在保正稳定的情况下，实现较高的性能和较为安静的运行。

UEFI设置

• 左一为X.M.P设置选项，通常只有一个文档可以选择，选择之后保存内存即可超频。
• 右上为主板性能选项，感觉是一个比较笼统的设置，可以先将这个选项设置为高性能，再设置X.M.P以免影响内存频率的设置。
• 右中为启动顺序选项，插入启动盘后会有多个选项，直接用鼠标拖拽排序即可更改启动顺序，SSD放在HDD之前。实际上HDD作为仓储盘，BIOS和系统安装过程中都不必任何操作。
• 右下为启动菜单选项，点开后会将所有可能的启动选项（分区）列出来，点击可以直接启动，所以不用设置启动顺序，需要启动哪个分区，直接点击即可。注意点击启动之前先保存之前更改的设置。
• 更多高级设置请参考主板说明书。

3. 安装Windows10

Win10安装建议参考如下视频：

• ZEALER：「TECHMAN」最详细的 Win10 系统安装教程 E01

此次配置深度学习主机，以512G SSD为主存储空间，2T HDD作为仓储盘可以在Win10和Ubuntu之间共同使用（相当于一个移动硬盘），用来保存数据。
Win10与Ubuntu分别占用200G和312G SSD空间，两者内部均不再分区。

• Win10安装之后可以自动更新相关硬件驱动，美滋滋。当然，最好再打开一下设备管理器查看是否所有的硬件都更新好驱动。

  
  
  

  设备管理器

• 磁盘管理： 快捷键Win+X打开磁盘管理，或者右键单机“我的电脑”选择管理后，再选择磁盘管理。下图是我已经安装好Win10和Ubuntu之后的磁盘状态，可以看到两个EFI分区分别为Win10和Ubuntu的启动分区。Win10的EFI分区是自动分配的，Ubuntu需要自己设置，后面会详述。第一个“恢复分区”也是Win10安装时自动分配的。忽略“恢复分区”和“EFI系统分区”Win10实际上只有一个分区SSD-Win(C:)。

  
  
  

  磁盘管理

• 下图（来自互联网，非作者自己系统的截图，仅用做说明）为只安装了Win10后应该呈现的磁盘管理状态，SSD中未被Win10（C、EFI、恢复）占用的部分，应该为黑色，标注为“未分配”状态。保持这个状态不要管，不要格式化，后续的Ubuntu将安装在这个“未分配”的分区。安装成功之后就会变成上图所示。

  
  
  

  未安装Ubuntu时的分区（来自互联网）

4. BIOS（UEFI）设置（启动项）

第二次设置主要是关闭BIOS中的“安全启动”项，或“Security Boot”项。在传统BIOS界面中，可以比较顺利的关闭“安全启动”，相关方法可以在网上找到不少，自己仔细查看BIOS选项也可以找到。
但是华硕采用图形界面+鼠标的BIOS设置，在其选项中并没有明确列出来“安全启动”项，着实把我坑了几个小时。总之，如果不关闭“安全启动”项，Ubuntu系统中无法正常更新1080Ti的显卡驱动，并且会进入“循环登录”的状态。
具体设置如下：

1. Make sure the "OS Type" is "Windows UEFI"

• Enter "Key Management"
• Select "Clear Secure Boot keys" (You will have the option "Install default Secure Boot keys" to restore the default keys after you cleared the Secure Boot Keys)
• After you cleared the Secure Boot Keys, Secure Boot will be automatically disabled. You can set the OS Type to Other OS now.

以上设置流程的参考视频来自Youtube，相对于视频中的EFI界面，华硕的BIOS好像又更新的UI，不过区别不大，具体如下：

• 进入BIOS中的高级设置界面，选择“启动”项设置

  
  
  

  启动
• 关闭快速启动“Fast Boot”（这步应该需要有）

• 选择密钥管理，点击删除密钥

  
  
  

  密钥管理

• 删除后显示安全启动状态关闭

  
  
  

  安全启动状态关闭

关于BIOS安全启动关闭设置的相关资料如下：

1. 华硕主板禁用UEFI安全启动（Disable Secure Boot for ASUS Motherboard）

5. 制作Ubuntu 16.04LTS启动盘

将ios文件直接解压到空U盘中即可，当然不放心的话也可以使用UltraISO软碟通（试用即可）制作启动盘，实际上两者没差。具体文件如下，可以看到其中包含EFI文件夹：

Ubuntu.iso

6. 安装Ubuntu 16.04LTS

1. 打开BIOS，选择包含Ubuntu安装文件的U盘为启动项启动。具体在“2. BIOS（UEFI）设置（系统性能）”中有说明。

• 应该会先选择地区与语言，中英都可以。
• 是否选择“安装更新和第三方软件”，是否都行，但是选择是，需要确保联网，安装时间也会稍长，对系统不影响。

• 选择其他选项/Something Else，网上不少教程第一个选项都是“选择与其他系统共存”，在我的安装过程中并没有看到，当然反正不选这个。

  
  
  

  选择 其他选项/Something Else

• Ubuntu分区选项。下图为分区之后的状态，实际上除了蓝色方框中的部分，红色方框中在未操作的状态下为一整个unkonw分区，对应之前Windows磁盘管理中的黑色“未分配”部分，Ubuntu的所有分区（挂载）都将从这部分划分出来。

  
  
  

  系统分区选项
  
  

  双击这一部分，即可出现划分选项。或者单击“未分配”磁盘，点击＋/加号，如下图所示（此图来自于网络，非作者系统截图）：

  
  
  

  分区设置
  
  然后会出现分区选项，具体操作如下（此图来自于网络，非作者系统截图）：
  
  

  分区选项
• swap交换空间，相当于Win中的虚拟内存，通常需要划分对应物理内存2倍的空间，考虑到深度学习主机内存一般都是32G、64G或者128G，所以选择忽略不划分，之后如有需要还可以在系统设置中添加swap部分。
• EFI系统分区，选择分区类型为“逻辑分区”，分区位置为“空间起始位置”。分配大小为512M，足矣。
• 挂载“/”,类型为EXT4日志文件系统，选择“逻辑分区”和“空间起始位置”。根目录将挂载除了“/home”和“/usr”之外的其他目录，分配50G。
• 挂载“/usr”,类型为EXT4日志文件系统，选择“逻辑分区”和“空间起始位置”。“/usr”为Linux存放软件的地方，分配100G。
• 挂载“/home”，类型为EXT4日志文件系统，选择“逻辑分区”和“空间起始位置”。剩余120G左右空间全部分配给“/home”。

/home 用户的home目录所在地，这个分区的大小取决于有多少用户。如果是多用户共同使用一台电脑的话，这个分区是完全有必要的，况且根用户也可以很好地控制普通用户使用计算机，如对用户或者用户组实行硬盘限量使用，限制普通用户访问哪些文件等。
以往Linux系统主要是提供服务器使用，所以/home这个目录使用量并不高。但随著Linux的桌面应用发展，不少人也拿来在日常上使用，这时/home就变成存储媒体中，最占容量的目录。假如你安装Ubuntu主要是桌面应用，那你可能需要把最大的空间留给他。
额外分割出/home有个最大的好处，当你重新安装系统时，你不需要特别去备份你的个人文件，只要在安装时，选择不要格式化这个分区，重新挂载为/home就不会丢失你的数据。
还有一个特别的应用：假如你会在你的计算机上，安装两个或更多的Linux系统，你可以共享/home这个分区。简单地说，你的个人文件可以在切换到其它Linux系统时，仍正常使用

• 将“安装引导启动器的设备/Device for boot loader installation”设置为与Ubuntu的EFI分区所对应的部分，文中为p5，故设置为p5作为安装引导启动器的设备。

• 选择安装后可能会提醒没有选择swap分区，忽略，选择继续即可。

  
  
  

  提醒未分配swap区
• 选择时区，设置相关用户名，密码，等待即可。注意密码不要设置太复杂，不然sudo命令输入密码很烦。
• 安装完毕之后应该会要求重启，重新启动即可。

• 重启之后即会出现EFI登录选项，可以选择Ubuntu或者Win10。如下图所示，如果没有出现的话，尝试在BIOS中将Ubuntu EFI作为第一启动项。至此，双系统安装成功。

  
  
  

  GNU GRUB选项

7. 更新显卡驱动（Ubuntu）

进入Ubuntu桌面系统后分辨率很奇怪，是正常的。因为系统默认使用了开源显卡驱动。且在分辨率设置中无法设置高分辨率，默认只有1024x768选项，如下图所示，主要是因为没有更新显卡驱动。

分辨率设置

• 打开设置，进入软件更新设置（Software&Updates）

  
  
  

  Software&Updates

• 选择附加驱动，等待刷新

  
  
  

  选择附加驱动
• 选择所列出来的可以更新的选项，选择应用改变（Apply Changes）即可。

• 再次进入分辨率设置界面，发现可以更改分辨率

  
  
  

  分辨率设置
• 在终端中输入nvidia-smi，可以查询显卡驱动状态。
  
  

  查询显卡驱动

8. 参考资料

1. 亲测UEFI启动模式的电脑安装Win10和Ubuntu双系统

• Win10+Ubuntu16.04双系统安装