Interview: Zusammenspiel von Ingenieurssoftware und Workstationhardware

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Digital Engineering Magazin (DEM): Was für Anforderungen stellt moderne Ingenieurssoftware an die Hardware und insbesondere an den Grafikprozessor? Und was bedeutet das für den Hardware-Kauf?

David Diederichs: Zunächst möchte ich betonen, dass die Leistungsfähigkeit einer CAD-Workstation auf die individuellen Bedürfnisse der Nutzer abgestimmt sein sollte. Je größer das zu verarbeitende CAD-Modell, desto mehr Leistung sollten CPU und GPU der Workstation mitbringen, um eine gute Interaktivität ohne Ruckler zu ermöglichen. Da viele aktuelle CAD-Applikationen die modernen Mehrkern-CPUs im Zweifel noch nicht so effizient nutzen können, empfiehlt es sich immer noch, eine CPU mit weniger Kernen zu wählen, dafür aber mit hörerer Taktung. Diese Kombination ist besonders bei der Bearbeitung komplexer 3D-Modelle von Nutzen, da bei steigender Grafikleistung die CPU zum Flaschenhals werden kann. Was die Grafikkarte betrifft, sollten es schon mindestens zwei Gigabyte dedizierter GPU-Speicher sein. Wir empfehlen daher ganz klar den Einsatz einer über PCI Express 3.0 mit dem System verbundenen Grafikkarte mit dedizierter GPU. Integrierte Grafiklösungen liefern bei Applikationen wie beispielsweise Solidworks weder genügend Leistung, noch werden alle Features unterstützt. Bei größeren Modellen beziehungsweise Datensätzen kann man auch von 4 Gigabyte Grafikspeicher profitieren. Dann müssen während der Bearbeitung weniger Daten aus dem Hauptspeicher nachgeladen werden, was wiederum der Interaktivität zugute kommt. Bei den neuesten Modellen der FirePro-Karten verfügt bereits das Einsteigermodell W2100 über 2 Gigabyte GPU-Speicher.

DEM: Warum sollten Nutzer aus Sicht von AMD auf die Zertifizierung der Hardware achten?

Diederichs: Nehmen Sie beispielsweise Nutzer von Solidworks 2016: Diese profitieren ganz klar von zertifizierter und für die Applikation optimierter Workstationhardware. AMD arbeitet sehr eng mit den Herstellern wie Dassault Systèmes zusammen, und alle aktuellen FirePro-Karten sind selbstverständlich für die CAD-Software umfassend getestet und zertifiziert. Der Anwender hat dabei im Wesentlichen drei Vorteile: Erstens ist die zertifizierte Hardware auf höchste Zuverlässigkeit und Ausfallsicherheit ausgelegt, damit der Nutzer produktiv arbeiten kann. Zweitens bieten Workstation-Grafiktreiber eine optimierte Applikationsleistung, die in der Regel weit über der Leistung vergleichbarer Consumer-Hardware liegt, die nicht zertifiziert wurde. Und drittens werden bestimmte Features, zum Beispiel RealView, von unzertifizierter Grafik-Hardware überhaupt nicht unterstützt.

DEM: Die Geschwindigkeit der Hardware steigt ja ständig, welche Rolle spielen da eigentlich Hardware-Funktionen?

Diederichs: Zunächst ist richtig, dass die Leistungsfähigkeit der GPUs ständig zunimmt und auch die Engineering-Applikationen davon profitieren – insbesondere in den Bereichen der Simulation und der Visualisierung – Stichwort „Ray Tracing“. Hier ist die GPU dank ihrer massiv parallelen Rechenleistung der CPU weit überlegen. Auch für die grafikintensive Konstruktion spielt die Grafikleistung der GPU eine entscheidende Rolle. Wie in anderen Bereichen gibt es hier Bestrebungen, die GPU noch effizienter zu nutzen und neue Funktionen innerhalb der Applikation anzubieten, für die vor ein paar Jahren noch separate Software nötig war. Wie das bereits erwähnte GPU-beschleunigte RealView in Solidworks. Damit kann der Konstrukteur die Modelle – ohne die Applikation zu verlassen – in Echtzeit und mit hoher Qualität visualisieren, um sich einen besseren Eindruck vom Design zu machen. Soetwas ist nur auf zertifizierter Workstationgrafik möglich. Ein weiteres GPU-beschleunigtes Feature ist der Transparenzmodus OIT (Order Independent Transparency) in SolidWorks (ab Version 2014),. Auch hier geht es um eine verbesserte, aber vor allem um eine korrekte Darstellung von halbtransparenten Objekten. Der neue Transparenz-Modus bietet nun zum einen diese korrekte Darstellung und zum anderen ist er aufgrund der GPU-Beschleunigung auch wesentlich schneller als der alte sogenannte „Blended“-Mode. Aber: Nicht jede zertifizierte Grafikkarte unterstützt OIT, besonders im Einsteigersegment sollte man sich daher genau erkundigen. Bei den FirePro-Grafiklösungen wird OIT allerdings von allen Karten unterstützt, von der Einsteigerkarte W2100 bis zum Ultra-High-End-Modell W9100.

DEM: Vielen Dank, Herr Diederichs für dieses Gespräch.

  • „Da viele aktuelle CAD-Applikationen die modernen Mehrkern-CPUs im Zweifel noch nicht so effizient nutzen können, empfiehlt es sich immer noch eine CPU mit weniger Kernen zu wählen dafür aber mit hörerer Taktung.“
  • Auch das Einstiegsmodell AMD Firepro W2100 bietet schon zwei Gigabyte Grafikspeicher, was für viele Anwendungen ausreicht.
  • Ohne die Hardwarefunktion OIT (unterstützt ab Solidworks 2014) wird es schwierig die transparenten Ebenen zuzuordnen.
  • Anders mit OIT. Hier unterscheiden sich die eínzelnen Eben.
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