本文將指導你如何在自己的Mac上部署Theano + Keras的深度學習開發環境。
如果你的Mac不自帶NVIDIA的獨立顯卡（例如15寸以下或者17年新款的Macbook。具體可以在“關於本機->系統報告->圖形卡／顯示器”里查看），那么你可能無法在這台Mac上使用GPU訓練深度學習模型。不過這並不值得遺憾。事實上，我在自己的Macbook上（15-inch，Early 2013，NVIDIA GeForce GT 650M 1024 MB）做了一個簡單的測試：在mnist數據集上訓練CNN模型時，GPU模式相對於CPU模式僅節省了1/3的時間。這可能要歸咎於Mac上贏弱的顯卡。相比之下，我更推薦購買一台有着強勁性能的顯卡的PC本（比如某些游戲本）來搭建深度學習的開發環境，或者是直接租賃AWS的Instance服務。
下面步入正題。
安裝GPU開發環境
幾乎所有的主流深度學習框架在使用GPU進行模型訓練時都依賴於兩個底層環境：CUDA和cuDNN。前者是一個使用GPU進行並行計算的平台，后者是一個封裝了使用GPU加速神經網絡計算的library。
安裝CUDA
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確保你的顯卡被CUDA所兼容。前往CUDA-capable GPU檢查可用的顯卡型號。
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接下來，安裝xcode（通過App Store）和命令行工具：
xcode-select --install。這一步會自動安裝clang編譯器，可以在命令行里輸入：/usr/bin/cc --version進行驗證。
clang編譯器也是安裝Theano的預備環境之一。 -
前往官網下載並安裝CUDA8.0（dmg安裝包）。注意選擇相應的平台。這一步會同時安裝CUDA driver和CUDA toolkit。
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配置環境變量。打開
~/.bash_profile，輸入四行命令：export CUDA_ROOT=/Developer/NVIDIA/CUDA-8.0
export PATH=\(CUDA_ROOT/bin\){PATH:+:\({PATH}} export DYLD_LIBRARY_PATH=\)CUDA_ROOT/lib\({DYLD_LIBRARY_PATH:+:\){DYLD_LIBRARY_PATH}}
export LD_LIBRARY_PATH=\(CUDA_ROOT/lib:\)LD_LIBRARY_PATH
```
其中，環境變量CUDA_ROOT給Theano指定了CUDA的安裝目錄，也可以被設置為`/usr/local/cuda`（這兩個路徑下的文件均通過軟鏈接被link到了一起）。
配置完成后，退出編輯器，`source ~/.bash_profile`並執行`nvcc -V`驗證CUDA的安裝是否正常。
安裝cuDNN
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前往官網下載cuDNN壓縮包。注意選擇合適的平台。我下載的是cuDNN5.1 for CUDA8.0（截止到17年4月，Theano尚不支持cuDNN6.0）。
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解壓縮下載的文件，將
include目錄下的*.h文件復制到$CUDA_ROOT/include目錄下；將lib目錄下的*.so文件復制到$CUDA_ROOT/lib目錄下。
至此，完成了GPU開發環境的基本部署。
安裝Theano
Theano的安裝極其簡單：
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首先，前往Miniconda安裝Conda
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使用Conda安裝第三方依賴（“<>”里為可選包）：
conda install numpy scipy mkl <nose> <sphinx> <pydot-ng> -
使用Conda安裝Theano（如果出現網絡連接異常，也可以使用pip進行安裝。參見官網安裝指南）：
conda install theano pygpu
安裝Keras
Keras是一個建立在Theano和TensorFlow基礎上，封裝了大量底層接口，方便研究人員快速搭建模型原型的深度學習開發框架。它提供了pip和從源碼直接安裝兩種方式。
使用pip安裝：
sudo pip install keras
從源碼直接安裝：
git clone https://github.com/fchollet/keras.git
cd keras
sudo python setup.py install
Keras默認以TensorFlow為底層計算引擎。第一次執行import keras命令后，會生成~/.keras/keras.json文件。打開這個文件，將"backend": "tensorflow"修改為"backend": "theano"，即完成了后端計算引擎到Theano的切換。
至此，一個基本的深度學習開發環境已搭建完成。重啟電腦以確保所有配置均已生效。
環境測試
我們可以運行一些demo來測試環境的安裝是否正常。
從Github上下載Keras的源碼，進入examples子目錄，輸入命令：
THEANO_FLAGS=mode=FAST_RUN python mnist_cnn.py
該命令將以CPU模式在mnist數據集上訓練CNN模型。
輸入命令：
THEANO_FLAGS='mode=FAST_RUN,device=cuda,floatX=float32,optimizer_including=cudnn' python mnist_cnn.py
該命令將以GPU模式（並使用cudnn加速）在mnist數據集上訓練CNN模型。
如果一切正常，你將看到類似下圖的屏幕輸出：
我在自己的Macbbok Pro（15寸，13年初，GT 650M的1024MB顯卡）上分別測試了CPU，GPU，GPU with cuDNN三種模式下CNN模型（mnist數據集）的訓練性能，其結果如下（單位：秒）：
出乎意料的是，如果沒有cuDNN的加速，Mac上GPU的計算性能遠不如CPU！而即便使用了cuDNN的加速，模型的訓練也只不過縮短了1/3的時間。因此，如果想認真地玩一玩深度學習模型，還是建議上高性能的顯卡，或者直接用AWS的GPU服務吧！