Více jader nebo přetaktování pro CAD aplikace?

Tags: CAD | Core i7 | Haswell | Inventor | Přetaktování | Revit | SolidWorks | Xtreme Workstation

Plýtváte penězi za redundantní jádra procesoru? Ptá se autor článku Joe Pizzini na blogu firmy BOXX Technologies, vyrábějící počítačové systémy a pracoviště pro vizuální efekty, film a televizi, herní vývoj, architekturu a strojírenství, vysokoškolské vzdělávání, vědecká, lékařská a všeobecná obchodní odvětví atd. A dále tvrdí, že prakticky všechny CAD aplikace, jako SolidWorks, Revit a Inventor, jsou jednovláknová. Co to znamená pro CAD uživatele jako vy? To znamená, že byste mohli přeplácet za procesorová jádra, která váš software prostě nemůže využít. Při výpočtech vám možná zdravý rozum říká, že čím více procesorů máte k dispozici, tím rychleji váš stroj dokončí své úkoly a vy budete produktivnější.

Ve skutečnosti je schopnost softwarové aplikace využít více jader procesoru dána tím, zda je aplikace jedno- nebo vícevláknová. Většina z vás je obeznámena s touto koncepcí, ale myslíme si, že stojí za to zavrtat trochu hlouběji do toho, jak tato skutečnost ovlivňuje CAD aplikace.
V těchto dnech je snadné uvíznout v řečech o strojích s více procesory a desítkami jader. Mohlo by být jednodušší předpokládat, že můžete všechna tato jádra zapojit do CAD workflow. Můžeme? Záleží na tom. Prakticky všechny CAD aplikace, jako například Revit a SolidWorks, jsou jednovláknová. S výjimkou některých funkcí a úkolů. Musíme si uvědomit, že stále více a více funkcí se stává vícevláknovými. To znamená, že vaše pracovní stanice může mít všechna jádra světa a vaše aplikace bude využívat pouze jedno z nich. Ne pouze jeden procesor – jedno jádro! A to je vše.
Někteří z vás si možná všimli, že váš CAD software nikdy nepoužívá 100 % prostředků procesoru. Pro ilustraci – pokud byste otevřeli kartu Výkon ve Správci úloh systému Windows, mohli byste si v systému s jedním čtyřjádrovým procesorem přečíst jeho maximální využití 25 %. To je proto, že systém Windows dělí výkon celkovým počtem jader v systému. V případě, že by systém měl celkově osm jader, mohli bychom číst maximální využití 12,5 % a tak dále.
Proto výkon CAD aplikace není omezen počtem jader (hranicí šířky pásma), ale frekvencí jednoho jádra procesoru, které dělá všechnu práci (frekvenční hranicí).

Prolomení frekvenčního plató
Rychlosti taktu procesorů během posledních několika let stagnují a vrcholí kolem 3,7 GHz. Říkáme tomu frekvenční plató. Zlepšení architektury celkové rychlosti poněkud pomohlo, ale pro dosažení nějakého významného zvýšení výkonu je jedinou možností přetaktování procesoru.

„Dnešní inženýři, projektanti, architekti, umělci a bezpočet dalších kreativních specialistů vytvářejících digitální obsah se potýkají s komplexnějšími návrhy, většími soubory dat, zvýšeným rozlišením a současně s kratší dobou na jednotlivé projekty,“ říká Tim Lawrence, zakladatel a technický ředitel BOXX Technologies. „Mnoho softwarových aplikací, které tito profesionálové využívají ke své práci, bylo schopno využít sílu dnešních vícejádrových procesorů, ale překvapující počet těchto softwarových aplikací jednoduše prostě nemůže nebo pro ně není snadné použít více než jedno jádro procesoru současně.“

Tim dodává: „Dobrou zprávou pro tyto odborníky je, že pracovní stanice Boxx Xtreme dodává navíc 20 % nebo více výkonu jádra ke zkrácení čekacích dob a zvýšení produktivity. BOXX využívá elektronické součástky nejvyšší kvality a navrhuje jejich speciální pouzdra a kapalné chladicí systémy pro podporu potřeb přetaktovaných procesorů.“

Pro ilustraci výhod stanice Boxx Xtreme se pojďme podívat na reprezentativního uživatele SolidWorks a jím každodenně vykonávané úkoly, které jsou omezeny taktovací frekvencí jeho procesoru. Pro tento příklad řekněme, že tento uživatel používá SolidWorks na počítači s procesorem Intel Core i7-4770k 3,5 GHz. Otevření sestavy trvá v průměru pět minut a je otevírána šestkrát denně. Řekněme, že tento uživatel potřebuje také šestkrát denně model znovu sestavit, přičemž každé sestavení trvá rovněž pět minut. To představuje celkem jednu hodinu „čekací doby“ denně u používaného jednoho 3,5GHz jádra. Stanice Boxx Xtreme mohou provádět ty samé úkoly o 20 % rychleji.
A konečně řekněme, že tento uživatel si vydělává 43 dolarů za hodinu. S těmito předpoklady se pojďme se podívat na úspory nákladů, které mohou být realizovány pomocí stanice Boxx Xtreme.
Uvědomujeme si, že výše uvedený scénář nemusí být v souladu s každým pracovním postupem.

Je přetaktování bezpečné?
Pokud se udělá správně, je přetaktování naprosto bezpečné. Stanice Boxx jsou osazovány přetaktovanými systémy od roku 2008 a do běžného provozu bylo nasazeno tisíce systémů. U našich standardních procesorových systémů jsme za tu dobu nezaznamenali poruchovost procesoru. Stručně řečeno, nebyl zde vůbec žádný statistický rozptyl.
Důvodem je to, že jsme úzce spolupracovali s našimi partnery v Intelu, abychom zůstali v mezích bezpečného přetaktování, a zároveň poskytli vyšší výkon bez použití podstatně většího navýšení napětí.
Kromě toho jsou všechny přetaktované (Xtreme) systémy, které prodáváme, podpořeny naší legendární technickou podporou se sídlem v USA – spolu s tříletou standardní zárukou. K těmto systémům paří 3DBoxx 4150 Xtreme a 3DBoxx 4920 Xtreme.

Závěry
Samozřejmě, že k výše uvedenému existují výjimky. Například můžete do svého pracovního postupu integrovat vícevláknové aplikace/úkoly, jako jsou rendering nebo simulace. V tomto případě byste měli vzít do úvahy stroj, který zvládne oba scénáře.
Pokud se vaše pracovní postupy skládají z ryze jednovláknových funkcí CAD aplikace, pak budete potřebovat jednoduchý vysokofrekvenční procesor, jak je popsáno výše.

Článek, jak jsme na začátku uvedli, napsal Joe Pizzini, jeho originální znění najdete zde, stejně jako další obrázky a tabulky s vyčíslením úspor.