Mehrkerntechnologie
Es wird immer mal wieder die Frage aufgeworfen, inwieweit cadwork die Mehrkerntechnologie einsetzt. Dieses Statement soll dazu dienen gegenüber Kunden eine einheitliche und fundierte Auskunft geben zu können.
Prozessorleistung (Der Spagat zwischen Anzahl Kernen und maximaler Taktfrequenz)
Die Vorteile der Mehrkerntechnologie: Mehrkerntechnologie bezieht sich darauf, dass ein Prozessor mehr als einen Kern (auch als CPU-Kerne bezeichnet) auf demselben Chip enthält.
- Mehr Leistung: Da mehrere Kerne gleichzeitig arbeiten können, erhöht sich die Gesamtleistung des Prozessors. Multitasking wird dadurch effizienter, da verschiedene Aufgaben (Anwendungen) gleichzeitig von verschiedenen Kernen erledigt werden können.
- Bessere Parallelverarbeitung: Anwendungen, die für Multithreading oder parallele Verarbeitung geeignet sind, können von der Mehrkerntechnologie erheblich profitieren. Insbesondere Bildverarbeitungsprogramme lassen sich gut parallelisieren. Solche Anwendungen können eine große Aufgabe in mehrere kleineren Teilaufgaben aufteilen, die dann von verschiedenen CPU-Kernen gleichzeitig bearbeitet werden, was die Gesamtgeschwindigkeit der Berechnungen erhöht. Dieses funktioniert dann gut, wenn die Ergebnisse der Teilaufgaben erst am Schluss der Berechnung zusammengeführt werden. Also die Teilaufgaben nicht voneinander abhängig sind.
Die Vorteile einer sehr hohen Taktfrequenz: Die Taktfrequenz eines Prozessors gibt an, wie viele Operationen er pro Sekunde ausführen kann. Eine höhere Taktfrequenz bedeutet in der Regel eine schnellere Verarbeitung von Befehlen
- Höhere Rechengeschwindigkeit: Eine hohe Taktfrequenz ermöglicht es dem Prozessor, mehr Befehle pro Zeiteinheit auszuführen, was zu einer insgesamt schnelleren Rechengeschwindigkeit führt.
- Bessere Leistung in Single-Thread-Anwendungen: Anwendungen, die sich nicht für die parallele Verarbeitung eignen, können von einer höheren Taktfrequenz profitieren, da sie in der Regel nur einen CPU-Kern verwenden und von einer schnelleren Ausführung der Befehle profitieren.
- Rechenaufwand, um Prozesse zu splitten und Resultate zusammenführen: Das Aufteilen von Prozessen auf mehrere Kerne und anschliessende zusammenführen der Resultate benötigte zum Teil mehr Zeit als das Abarbeiten des Prozesses auf einem schnellen, einzelnen Prozessorkern.
Moderne Prozessoren versuchen, einen Kompromiss zwischen mehr Kernen und höheren Taktfrequenzen zu finden, um eine optimale Leistung und Energieeffizienz zu erreichen. Manche Prozessoren haben viele Kerne mit moderaten Taktfrequenzen, während andere wenige Kerne mit sehr hohen Taktfrequenzen haben. Letztendlich hängt es von den spezifischen Anforderungen und Einsatzszenarien ab, welcher Ansatz am besten geeignet ist.
Die Mehrkerntechnologie bietet zwar viele Vorteile in Bezug auf die Leistung und Effizienz in verschiedenen Anwendungsbereichen, aber wie z.B. bei CAD-Anwendungen (Computer-Aided Design) gibt es einige spezifische Gründe, warum der Nutzen von Mehrkernprozessoren begrenzt, ist:
- Komplexe Algorithmen: CAD-Anwendungen verwenden komplexe Algorithmen und Datenstrukturen, die häufig sequenziell abgearbeitet werden müssen. Solche Algorithmen sind schwer zu parallelisieren, da die Ergebnisse von einem Schritt des Algorithmus auf den nächsten angewiesen sein können. Das begrenzt die Möglichkeiten der effizienten Nutzung mehrerer Kerne.
- Abhängigkeiten zwischen Aufgaben: In CAD-Anwendungen können viele Aufgaben voneinander abhängen, was bedeutet, dass sie nacheinander ausgeführt werden müssen und nicht gleichzeitig von mehreren Kernen bearbeitet, werden können. Die parallele Verarbeitung wird dadurch eingeschränkt.
- Speicherzugriff und -verwaltung: CAD-Anwendungen arbeiten oft mit großen und komplexen Modellen, die große Mengen an Daten erfordern. Wenn mehrere Kerne gleichzeitig auf den Speicher zugreifen, kann es zu Konflikten kommen, die als Cache-Miss bezeichnet werden. Dadurch wird der Vorteil der Mehrkerntechnologie beeinträchtigt.
- Die gesamte Graphik-Engine von cadwork arbeitet multithreaded. Wie oben gesagt lassen sich Bildverarbeitungen ausgezeichnet parallelisieren, Graphikkarten haben daher oft bis über 4000 Kerne, die von cadwork alle genutzt werden.
- Neuere Prozessoren haben optimierte Bus-Architekturen, größere Caches und optimierte Befehlssätze die komplexeren Berechnungen in einem Takt ausführen können. Zum Beispiel ein 5 Jahre alter Prozessor ist langsamer als ein gleich getakteter neuer Prozessor
cadwork setzt wo sinnvoll auf Mehrkerntechnologie. Die Prüfung, wo Mehrkerntechnologie eingesetzt werden kann, wird auch aufgrund von technischen Fortschritten regelmäßig geprüft und umgesetzt.
Aus oben genannten Gründen ist aber der Ansatz einen Prozessor mit weniger Kerne und sehr hohen Taktfrequenzen einzusetzen, absolut zu bevorzugen.
Das diese Aussage nicht nur auf cadwork zutrifft kann auch bei Autodesk oder Solid Works nachgelesen werden.
Ähnliches trifft auch auf VDI (Virtuelle Desktop Infrastruktur) zu nachzulesen unter folgendem Link
https://www.computerweekly.com/de/tipp/Sechs-wichtigste-Faktoren-zum-Kalkulieren-einer-Citrix-VDI