Alkalmazott informatika - Hardverelemek méretezése (skálázása), kiválasztása

Máté István

Alkalmazott informatika Hardverelemek méretezése (skálázása), kiválasztása

A követelménymodul megnevezése:

Informatikai ismeretek A követelménymodul száma: 1155-06 A tartalomelem azonosító száma és célcsoportja: SzT-010-50

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA

HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA), KIVÁLASZTÁSA

ESETFELVETÉS – MUNKAHELYZET Munkahelyén a beszerzések műszaki paramétereiért felelős kollégája hirtelen megbetegszik. Főnöke azzal a feladattal bízza meg, hogy állítson össze részletes specifikációt az újonnan érkező CAD-rendszereket használó munkatárs részére. Vázolja fel a tervezés lépéseit, és adjon legalább két javaslatot a kérdéses feladatra használható konfiguráció vonatkozásában!

SZAKMAI INFORMÁCIÓTARTALOM Jegyzetünk címe: A hardverelemek méretezése (skálázása), kiválasztása némi pontosításra és magyarázatra szorul, tekintettel arra a körülményre, hogy a használt kifejezést gyakorta használjuk

a

kiszolgáló

gépek

(szerverek)

teljesítményoptimalizálásának

előkészítési

lépéseire is. Jelen jegyzet azonban a speciális felhasználási célú és emiatt nagyobb teljesítményparaméterekkel rendelkező személyiszámítógép-konfigurációk összeállításáról és az egyes komponensek kiválasztásáról szól.

1. Konfigurációmenedzsment és skálázhatóság A skálázhatóság

általános értelemben

azt a

tulajdonságát jelenti

a

számítógépes

rendszernek, mely lehetővé teszi a teljesítmény közel lineáris növelését új erőforrások bevonása által, népiesen nevezhetjük bővíthetőségnek is (bár ez némileg szűkebb témakörre utal). A jelentősebb informatikai infrastruktúrával rendelkező cégek és intézmények működésében ismert folyamat a konfigurációkezelés (angolul Configuration Management). Ennek a folyamatnak a keretében kezelik a vállalatok a informatikai komponensek azonosítását, rögzítését, tartalmi jelentését, alkotórészeit és az egyes elemek (angolul configuration item) kapcsolatait is. A konfigurációkezelésnek a célja az informatikai infrastruktúra részletes adatainak kézbentartása (azonosítás, követés, karbantartás), mellyel más folyamatok is támogathatók, például a incidensfelügyelet, a problémakezelés, a változáskezelés vagy a kiadáskezelés.

1

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA A következőkben a konfigurációs elemek közül a hardverkomponenst emeljük ki és vizsgáljuk meg részletesen. Néhány kiemelt fogalmat, amelyet a továbbiakban használni fogunk, már most érdemes jelentéstani szempontból tisztázni: -

Alapkonfiguráció

(angolul

hardverkomponensek)

baseline):

jellemzőinek

és

a

konfigurációs

kapcsolatainak

elemek az

az

(esetünkben

állapota,

mely

viszonyítási alapként használható egy későbbi időpontban -

Változat (angolul variant): egy adott konfigurációs elem, mely egy másik elem jellemzői alapján épül föl, s attól csak kis mértékben tér el

-

Életciklus (angolul lifecycle): a konfigurációs elemre jellemző állapotváltozások meghatározott menete

-

Konfigurációs adatbázis (angolul Configuration Management Database, CMDB): a konfigurációs elemek adatait és a köztük lévő kapcsolatot egyaránt tároló adatbázis.

A konfigurációs elemeket a kezelhetőség elősegítése érdekében csoportokba soroljuk. Ezek például a következők lehetnek: -

operációs rendszerek

-

alkalmazói szoftverek

-

szerverek

-

munkaállomások

-

nyomtatók

-

routerek

Minden típusnál meghatározhatjuk az általuk befutott életciklusra jellemző állapotokat is: -

megrendelve

-

raktári tárolás alatt

-

tesztelve

-

telepítés alatt

-

használatban

-

javítás alatt

-

visszavonva a használatból

Az egyes konfigurációs elemek között függőségi kapcsolatokat is definiálhatunk, például az egyik elem lehet a másik része: a számítógép tartalmazza az optikai olvasót vagy a memóriát stb. Ezek a kapcsolatok lehetnek logikai szintűek (például szoftverek esetén) és fizikai szintűek, például a számítógép és a rajzgép esetén. Hasonlóképpen az előzőekben leírtakhoz, eseményeket is kapcsolhatunk az egyes konfigurációs elemekhez, például ismert hibák leírásai, változtatások stb. Az így összeállított és karbantartott (rendszeresen ellenőrzött és frissített) konfigurációs adatbázis

jelentős

segítséget

nyújthat

a

rendszerüzemeltetőnek

az

informatikai

infrastruktúra műszaki paramétereinek figyelemmel kísérésében és az elvárt szinten tartásában.

2

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA Az informatikai rendszerek skálázhatóságának két általános iránya ismeretes: -

függőleges irányú skálázhatóság (angolul scale vertically, scale up)

-

vízszintes irányú skálázhatóság (angolul scale horizontally, scale out)

A két megközelítés közötti különbség abban nyilvánul meg, hogy a függőleges irányú skálázás esetén a rendszer egy elemét bővítjük (például a memória vagy tárolási kapacitás növelése) a teljesítménynövelés érdekében, a vízszintes irányú skálázás esetén pedig a rendszert új elemmel (például új számítógép beállításával) egészítjük ki a nagyobb teljesítmény érdekében. Jegyzetünkben a vertikális skálázhatóság lehetőségeit fogjuk megvizsgálni, a tervezési fázistól az életciklus befejezéséig.

2. A konfigurációs elemek teljesítményparaméterei Az informatikai szakmák egymástól eltérő konfigurációs követelményeket támasztanak a hardverelemek irányában. Egy-egy szakmához, mint például a CAD-CAM-informatikus, vagy az informatikusszakma egyes elágazásai (gazdasági informatikus, infostruktúra-menedzser, ipari

informatikai

technikus,

műszaki

informatikus,

távközlési

telekommunikációs informatikus, térinformatikus) eltérő munkafeladatok

informatikus, és ezekhez

igazodó különböző konfigurációs elemek (számítógépek és speciális perifériák, szoftverek) tartoznak. A feladatunk annak meghatározása, hogy egy alapkonfigurációhoz (baseline) képest az egyes területeken milyen mértékben növeljük a konfigurációs elemek kapacitását, legyen az processzorteljesítmény, memória vagy háttértár-kapacitás, vagy egyéb jellemző, annak érdekében, hogy a legnagyobb teljesítményigényű munkafolyamatok is zökkenőmentesen elvégezhetők legyenek. Tekintsük át az egyes konfigurációs elemeket, illetve azok részegységeit, amelyek a teljesítményt meghatározzák! A konfigurációs egységek közül kitűnik a számítógép vagy munkaállomás, melynek a teljesítményt elsődlegesen meghatározó részegységei a következők: -

Processzor

-

Memória

A teljesítményt másodlagosan meghatározó alkotóelemek: -

Alaplap

-

Háttértár

-

RAID vezérlő kártya

-

Grafikus vezérlőkártya

-

Hálózati kártya

-

Perifériák 3

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA A processzorteljesítmény tulajdonságai A processzor teljesítményét a beépített utasításkészlet határozza meg alapvetően. A CISC (angolul Complete Instruction set Computer) rendszerű processzorok szerteágazó feladatok megoldására használhatók, ugyanakkor lassúak, a RISC (angolul Reduced Instruction set Computer) típusú processzorok célfeladatokra optimalizáltak és gyorsak. Bár napjainkra a két technológia részbeni keveredése figyelhető meg (a CISC-gyártók több RISC alapú megoldást is használnak), az asztali számítógépek és munkaállomások többnyire CISCrendszerekkel működnek. További teljesítménytényező a processzor regisztermérete. A regiszter rendkívül gyors, de kisméretű átmeneti adattárolást lehetővé tevő tároló a processzor belsejében. Mérete befolyásolja, hogy egy-egy műveletnél milyen nagy számmal tudunk műveletet végezni. Ezt a processzor által használt szóhossznak is nevezzük. Jelenlegi tipikus értékei: 32, 64 bit. A processzor munkavégzési üteme, az órajel, szintén a teljesítményt befolyásoló tényező, megmutatja, hogy egységnyi idő alatt hány művelet hajtható végre. E jellemző értéket az órajel-sokszorozó technológiákkal tovább tudjuk növelni. A jelenlegi tipikus órajelfrekvencia 2-3 GHz. Végül, de nem utolsósorban a processzorlapkára integrált tranzisztorok száma dönti el a számítási teljesítményt, melyhez azok az adattovábbítási, párhuzamos feldolgozási és egyéb sebességnövelő technológiák is kapcsolódnak, melyek a CPU és a memória közötti adatátvitelt vezérlik. Jelenlegi tipikus értéke 200–2000 millió tranzisztor között helyezkedik el a munkaállomás és a szerver kategóriában. A történeti fejlődést (pihentetésképpen) a következő táblázat mutatja1:

1

forrás: http://www.intel.com/pressroom/kits/events/ moores_law_40th/

4


1. ábra: Mikroprocesszorok történeti fejlődése2

A memóriák teljesítménytulajdonságai A memóriák esetén a teljesítményt két alapvető jellemzőn tudjuk lemérni, az egyik az adatkiolvasási sebesség, a másik a memóriakapacitás. Az operatív tárként használt dinamikus

memóriamodulok

adatkiolvasási

sebessége

60 ns

(nanosecundum,

19-9

másodperc) nagyságrendjébe esik, ebből mintegy 35 ns a ciklusidő, 25 ns a késleltetési idő. A

memóriamodulok

működési

órajelének

egyeztetése

(szinkronizálása)

az

alaplapi

buszrendszerhez (SDRAM-októl) jelentős sebességnövekedést eredményezett. Emellett az egy órajel feletti több olvasási és írási művelet végrehajtása (Double Data Rate, Quad data Rate) is jelentős teljesítménynövekedést eredményezett. A tárolókapacitásról elmondható, hogy értéke sokkal gyorsabban növekszik, mint az előzőekben tárgyalt hozzáférési idő, ezért az intelligens kiolvasási technológiák fejlesztése és alkalmazása is előtérbe került napjainkra. 2010 nyarán (a jegyzet írásának idején) a 24 GB-os kapacitású DDR3 1333 MHz memória volt az egyik legnagyobb elérhető memóriamodul. A tipikusan használt modulok 1-2-4 GB-os kapacitásúak.

2

http://www.intel.com/pressroom/kits/events/ moores_law_40th/

5

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA Az alaplaplapok teljesítményét az alaplapi lapkakészlet (angolul chipset), valamint az előoldali busz (angolul Front Side Bus) által támogatott órajel-frekvencia határozza meg. Ez az utóbbi komponens mutatja meg azt is, hogy milyen processzorok és memóriamodulok illeszthetők a rendszerhez (az órajelek megfelelő szinkronban kell, hogy legyenek egymással). A

háttértár

a

memóriamodulokhoz

hasonlóan

az

adat-hozzáférési

idővel

és

a

tárolókapacitással száll be a teljesítményversenybe. A tipikus hozzáférési idő az asztali géphez tervezett merevlemezek esetében 9 ms, míg a szerverekhez készített speciális meghajtók 3-15 ms keresési idővel (angolul seek time) dolgoznak. Ez a tulajdonság kapcsolódik a lemezek forgási sebességéhez, mely napjainkban 7200, 10 000 vagy 150 000 fordulat percenként, valamint a merevlemez elektronikájára integrált 8, 16 vagy 32 MS-os méretű gyorsítótárakhoz is. Az csatlakozófelület, melyen keresztül a merevlemez az alaplaphoz kapcsolódik, szintén befolyásolja a teljesítményt, napjainkban az SAS (Serial Attached SCSI) és SATA csatolófelület használata az elterjedt, az előbbi a szerver kategóriájú gépeknél, az utóbbi a munkaállomásokban és az asztali PC-ben. A tipikus tárolókapacitás elérheti az 1-2 TB értéket is. A különféle bővítőkártyák teljesítményparaméterei A RAID vezérlőkártya szorosan kapcsolódik a merevlemezekhez, hiszen azok egyesített hardveres kezeléséről, tükrözéséről és/vagy összefűzéséről gondoskodik. Az alaplapi csatlakozófelület (PCI, PCI-e) lehet a gyorsaság egyik tényezője, másrészt a merevlemez oldali csatlakozás befolyásolja az adatátvitel sebességét, a SAS, SCAI és SATA lemezek esetén nagyobb sebességre számíthatunk. A grafikus vezérlőkártyák teljesítményjellemzői között a videoprocesszor és a vele gyakran egybeépített RAMDAC (RAM Digital Analog Converter) és a videomemória mérete szerepel előkelő helyen. A videoprocesszor (GPU) végzi a megjelenítéshez kapcsolódó valamennyi számítási műveletet, utasításkészlete támogatja a 2D és 3D műveleteket is. A grafikus processzorok órajel-frekvenciája elérheti a 650 MHz-et is, de ennek értékét csak a további teljesítménybefolyásoló tényezőkkel együtt érdemes értékelni. Ilyen tényező a pixelkitöltési ráta, melyet a grafikus processzor órajele és a ROP (raster operations pipeline) érték határoz meg. Például az NVIDIA GeForce 7900 GTX kitöltési rátája 650 (MHz órajel-frekvencia) × 16 (ROP) = 10 400 megapixel másodpercenként. A textúrára vonatkozó kitöltési érték 650 × 24 (texture untit), azaz 15600 megatexel/másodperc (textúraegység másodpercenként). A grafikus kártyán elhelyezhető videomemória mérete elérheti akár a 4 GB értéket is, azonban érdemes tudni, hogy ezt a tárolókapacitást nem minden esetben tudjuk kihasználni, sokkal inkább jelentős a memóriabusz szélessége és az órajel frekvenciája. A memóriabusz szélessége a jelenlegi grafikus kártyákon 64 és 512 bit között található, a videomemória frissítési frekvenciája pedig 500 és 2000 MHz között mozog.

6

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA A hálózati kártyák legfontosabb teljesítményjellemzője az átviteli sebesség, melynek értéke napjainkban 1 Gb/s vagy annál nagyobb érték. Meg kell jegyezni, hogy a hálózati kártya teljesítménye csak akkor érvényesül, ha a számítógépes hálózat egyéb berendezései, például a kapcsolók (angolul switch) is képesek az adott sebességű adattovábbításra. A perifériák közül a grafikuskártyához csatlakozó monitor vagy monitorok kapcsolódnak leginkább a teljesítménytulajdonságokhoz, bár ez inkább a felhasználói oldal teljesítményét befolyásolja. Különösen CAD-CAM munkavégzés során fontos, hogy megfelelő méretű és felbontású kijelző álljon rendelkezésre. CAD-es munkához jellemzően több monitor és a minimálisan 19-21”-os képátló szükséges. Szintén a tervezői munkák fontos kelléke a rajzgép (angolul plotter), melynek segítségével a számítógépen kialakított műszaki rajzok akár A0 méretben is nyomtathatók. Itt a nyomtatási szélesség, a maximális tekercshosszúság, a dedikált fájlfeldolgozási memória vagy tároló (2 GB – 32 GB memória, > 80 GB merevlemez), valamint a számítógépes hálózati csatlakozás típusa jellemzi az eszköz teljesítményét.

3. Az informatikai feladatok teljesítményigénye Vizsgáljuk meg, hogy a korábbiakban felsorolt szakmák esetén a felhasználói oldalon milyen tevékenységek azok, amelyek a teljesítménymaximumot meghatározzák. Általánosságban megfogalmazhatjuk, hogy a nagy számításigényű feladatok (processzorteljesítmény) és a valós idejű 3D megjelenítés (grafikuskártya) azok a területek, ahol a kliensszámítógépek, vagy munkaállomások esetén szűk keresztmetszet mutatkozik. A mi esetünkben a számítási igény és a valós idejű feldolgozás egyaránt a CAD-CAM munkáknál csúcsosodik ki, ott is a látványtervek rendelésénél beszélhetünk kiemelkedő terhelésről.

Ide

tartozhatnak

esetleg

a

térinformatikai

alkalmazások

is,

bár

ezek

kliensoldalon leginkább a megjelenítéssel kapcsolatos hardvereket veszik igénybe. Azoknál a szakmáknál, ahol a fentiekben írt tevékenység nem jellemző, a tervezőszoftverek párhuzamos futtatása (processzor- és memóriakapacitás) igényelhet a szokásosnál nagyobb teljesítményt, a további folyamatok általában nem teljesítményigényesek, itt elsősorban a megbízhatóság kerül a követelményparaméterek középpontjába. A csúcsteljesítmények hardverkövetelményeinek meghatározásakor jó kiindulási alap lehet a szoftvergyártók rendszerkövetelmény-listája (angolul System Requirements). Ezek közül nézzünk néhányat a CAD-CAM területről!

7

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA Az AutoCAD 2011 rendszerkövetelményei 32 bites szoftver esetén:3 -

Microsoft® Windows® 7, Enterprise, Ultimate, Professional, or Home Premium (compare Windows 7 versions); Microsoft® Windows Vista® Enterprise, Business, Ultimate, or Home Premium (SP1 or later) (compare Windows Vista versions); or Microsoft® Windows® XP Professional or Home edition (SP2 or later)

-

For Windows Vista or Windows 7: Intel® Pentium® 4 or AMD Athlon® dual-core processor, 3.0 GHz or higher with SSE2 technology; for Windows XP: Intel Pentium 4 or AMD Athlon dual-core processor, 1.6 GHz or higher with SSE2 technology

-

2 GB RAM

-

1.8 GB free disk space for installation

-

1,280 x 1,024 true color video display adapter 128 MB or greater, Microsoft® Direct3D®-capable workstation-class graphics card

-

1,024 x 768 display resolution with true color

-

Microsoft® Internet Explorer® 7.0 or later

-

Install from download or DVD

A 3ds Max Design 2011 rendszer követelményei 64 bites szoftver esetén általános és komplex feladatok esetén4: Operating system: Microsoft Windows 7 Professional x64, Microsoft Windows Vista Business x64 (SP2 or higher), or Microsoft Windows XP Professional x64 (SP2 or higher) For general animation and rendering (typically fewer than 1,000 objects or 100,000 polygons): -

Intel 64 or AMD 64 processor with SSE2 technology*

-

4 GB RAM (8 GB recommended)

-

4 GB swap space (8 GB recommended)**

-

3 GB free hard drive space

-

Direct3D 10, Direct3D 9, or OpenGL-capable graphics card† (256 MB or higher video card memory, 1 GB recommended)

-

Three-button mouse with mouse driver software

-

DVD-ROM drive††

-

Microsoft Internet Explorer 7.0 or higher or Mozilla Firefox 2.0 or higher browser

-

Internet connection for web downloads and Autodesk Subscription-aware access

For large scenes and complex data sets (typically more than 1,000 objects or 100,000 polygons): -

Intel® 64 or AMD64 processor with SSE2 technology*

-

8 GB RAM

-

8 GB swap space**

3

forrás: http://usa. autodesk.com

4

forrás: http://usa. autodesk.com

8

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA -

3 GB free hard drive space

-

Direct3D 10, Direct3D 9, or OpenGL-capable graphics card† (1 GB or higher video card memory)

Az

-

Three-button mouse with mouse driver software

-

DVD-ROM drive††

-

Microsoft Internet Explorer 7.0 or higher or Mozilla Firefox 2.0 or higher browser)

-

Internet connection for web downloads and Autodesk Subscription-aware access előzőekhez

visszafogottnak

képest

egy

tipikus

desktop

GIS

rendszer

hardverkövetelményei

tűnnek.5

1. táblázat. Az ArcInfo, ArcView, ArcEditor rendszerkövetelményei CPU Speed Processor Memory/RAM Display Properties Screen Resolution Swap Space

2.2 GHz dual core or higher Intel Core Duo, Pentium 4 or Xeon Processors See Dual or dual-core support policy 2 GB or higher 24 bit color depth 1024 x 768 recommended or higher at Normal size (96 dpi) Determined by the operating system, 500 MB minimum. 2.4 GB In addition, up to 50 MB of disk space maybe needed in the Windows System directory (typically C:\Windows\System32). You can

Disk Space

view the disk space requirement for each of the 10.0 components in the Setup program. If using ArcGlobe (as part of 3D nalyst), additional disk space may be required. ArcGlobe will create cache files when used. Check your computer's ability to run ArcGIS 3D Analyst – ArcGlobe

Video/Graphics

24 bit capable graphics accelerator An OpenGL 2.0 or higher compliant

Adapter

video card is required, with at least 128 MB of video memory, however 512 MB of video memory or higher is recommended.

Networking

Simple TCP/IP, Network Card or Microsoft Loopback Adapter is

Hardware

required for the License Manager.

Az előzőekből leszűrhető, hogy különleges teljesítményparaméterek csak különleges alkalmazások esetén szükségesek, általános munkafolyamatok nem igénylik az extra hardverek beállítását. A költséghatékony eszközbeszerzés szempontjait szem előtt tartva tehát általános esetben a megbízhatóság és csereszabatosság követelményeit helyezzük előtérbe, s csak folyamatos kihasználtság esetén célszerű nagy teljesítményű eszközöket beszerezni.

5

forrás: http://resources.arcgis.com/

9


4. Az

informatikai

feladatok

teljesítményjellemzőinek

és

a

összehangolása,

konfigurációs a

elemek

konfigurációs

elemek

kiválasztása 1965. április 19-én az Electronics Magazinban megjelent egy cikk „Cramming more components onto integrated circuits” címmel (Még több komponens megvalósítása az integrált áramkörökben). Mielőtt a nyájas olvasó feltenné a kérdést, hogy jön ez ide, talán a jegyzetíró a nagy melegben túl sok időt töltött a napon, lebbentsük fel a fátylat: a későbbiekben Moore törvényeként (angolul Moore's law) hivatkozott írásműből több következmény is adódik. De először lássuk a jóslatot: „The complexity for minimum component costs has increased at a rate of roughly a factor of two per year… Certainly over the short term this rate can be expected to continue, if not to increase. Over the longer term, the rate of increase is a bit more uncertain, although there is no reason to believe it will not remain nearly constant for at least 10 years. That means by 1975, the number of components per integrated circuit for minimum cost will be 65,000. I believe that such a large circuit can be built on a single wafer”6 Az idézet szerint mikroáramkörök összetettsége évenként megduplázódik, aminek rövid távú változására nem lehet számítani (írta 1965-ben a szerző), 1975-re 65 000 komponenst jósolt egy integrált áramköri lapkára. A jóslat alapján a hardvergyártók, elsősorban a processzorgyártók arra kényszerülnek, hogy újabb és újabb technológiákat fejlesszenek ki (átlagosan 2-5 év alatt) és dobjanak piacra, amiből termékek gyors avulása következik. A hardver kiválasztásakor a fentiek alapján arra kell ügyelnünk, hogy egy, az adott pillanatban korszerűnek mondható technológia mintegy 3 év alatt avul el. Ez nem jelenti ugyan

a

teljes

használhatatlanságot,

de

azt

igen,

hogy

a

teljesítményigényes

munkaállomások váltási ciklusa akár 1-2 év is lehet, különösen a tevékenységhez használt szoftverek teljesítményigényének növekedése miatt. Az alapkonfiguráció meghatározása A tapasztalatok szerint egy adott időszakban korszerű számítógép-konfiguráció (személyi számítógépeket

tekintve)

alapkonfigurációkra kategóriájú ajánlata

vegyünk

1000 USD három

körüli példát

a

áron HP

szerezhető „Advanced

be.

asztali

A

jelenlegi

számítógépek”

alapján.7

2. táblázat. Alapkonfigurációk asztali PC-khez

6

Forrás: Moore, Gordon E. (1965). „Cramming more components onto integrated circuits”. Electronics Magazine. pp.

4. 7

Forrás: http://h10010.www1.hp.com/wwpc/hu/hu/sm /WF04a/12454-12454-64287-3328896-3328896.html

10

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA Konfigurációselem-

Advanced

Advanced

Advanced

részlet

konfiguráció 1

konfiguráció 2

konfiguráció 3

AMD Sempron™

AMD Sempron™

Kétmagos AMD

Kétmagos AMD

Kétmagos Intel®

Athlon™ II X2

Athlon™ II X2

Celeron®

Kétmagos AMD

Kétmagos AMD

Kétmagos Intel®

Phenom™ II X2

Phenom™ II X2

Pentium®

Hárommagos AMD

Hárommagos AMD

Intel® Core™2 Duo

Phenom™ II X3

Phenom™ II X3

Négymagos Intel®

Négymagos AMD

Négymagos AMD

Core™2

Phenom™ II X4

Phenom™ II X4

Lapkakészlet

AMD 785G

AMD 785G

Intel® Q43 Express

Maximális memória

8 GB-ig bővíthető



SATA (7200 f/p) 250

SATA (7200 f/p) 250

SATA (7200 f/p) 250

– 500 GB

– 500 GB

– 500 GB

1 teljes magasságú

1 alacsony profilú

1 teljes magasságú

PCI, 1 teljes

PCI, 2 alacsony

PCI, 1 teljes

magasságú PCI

profilú PCI Express

magasságú PCI

Express x16, 2 teljes

x1, 1 alacsony

Express x16, 2 teljes

magasságú PCI


magasságú PCI

Express x1

x16

Express x1

Processzorcsalád

Belső meghajtók

Bővítőhelyek

A nagy teljesítményű számítógépek vonatkozásában a HP által „Elite asztali számítógépek” néven ajánlott konfigurációk alkalmasak lehetnek a CAD-CAM tervezésnél felvetett teljesítményigények kielégítésére. Nézzük a főbb paramétereket:8 3. táblázat. Bővített alapkonfigurációk asztali PC-khez Konfigurációselemrészlet

Elite konfiguráció 1

Elite konfiguráció 2

Elite konfiguráció 3 (ultravékony PC)

Intel® Celeron®

Processzorcsalád

Intel® Pentium®

Intel® Pentium®

Intel® Celeron®

Intel® Core™ i3

Kétmagos Intel®

Intel® Pentium®

Intel® Core™ i5

Core™2

Kétmagos Intel®

Intel® Core™ i7

Négymagos Intel®

Core™2

Core™2 Lapkakészlet

Intel® Q57 Express

Intel Q45 Express

Intel Q45 Express

Maximális memória




250 GB – 1 TB

SATA (7200 f/p)

SATA (7200 f/p)

SATA (10 000 f/p)

250 GB – 1 TB

160 – 250 GB

1 alacsony profilú

1 mini PCIe

SATA (7200 f/p) Belső meghajtók

160 GB Bővítőhelyek

8

2 kisméretű PCIe

Forrás: http://h10010. www1.hp.com/wwpc/hu/hu/sm/WF04a/12454-12454-64287-3328898-3328898.html

11

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA x16

PCI, 1 alacsony

1 kisméretű PCIe x1


1 kisméretű PCI

x16, 2 alacsony

1 db 22 az 1-ben


médiakártya-olvasó

x1

(opcionális) A fentieket olvasva felmerülhet a merevlemezek teljesítményének növelésére vonatkozó igény. Különösen a nagy tárolókapacitást és gyors kiolvasást igénylő feladatoknál alkalmazhatunk 15 000 f/s sebességű eszközöket, illetve az alap-grafikuskártya cserélhető nagyobb teljesítményű eszközre. A két ismertetett kategória nagyjából-egészéből belefér a fejezet elején meghatározott 1000 USD-s kategóriába. Az

igazán

testreszabott, nagy teljesítményre optimalizált,

munkaállomás-kategóriájú konfigurációkat már 3× és 5×-ös szorzójú árkategóriában találunk csak. Összehasonlításképpen nézzük, hogy milyen összetevőkkel ajánlott egy nagy teljesítményű munkaállomást összeállítani:9 4. táblázat. Munkaállomások ajánlott paraméterei Konfigurációselem-részlet

Ajánlott paraméterek Hatmagos Intel® Xeon® X5670 processzor (2,93 GHz, 12 MB gyorsítótár, 1333 MHz memória) Hatmagos Intel® Xeon® X5660 processzor (2.80 GHz, 12 MB gyorsítótár, 1333 MHz memória) Hatmagos Intel® Xeon® X5650 processzor (2,66 GHz, 12 MB gyorsítótár, 1333 MHz memória) Négymagos Intel® Xeon® X5667 processzor (3,06 GHz, 12 MB gyorsítótár, 1333 MHz memória)

Processzor típusa

Négymagos Intel® Xeon® X5640 processzor (2,66 GHz, 12 MB gyorsítótár, 1066 MHz memória) Négymagos Intel® Xeon® X5630 processzor (2,53 GHz, 12 MB gyorsítótár, 1066 MHz memória) Négymagos Intel® Xeon® X5620 processzor (2,40 GHz, 12 MB gyorsítótár, 1066 MHz memória) Négymagos Intel® Xeon® E5507 processzor (2,26 GHz, 4 MB gyorsítótár, 800 MHz memória) Négymagos Intel® Xeon® E5506 processzor (2,13 GHz, 4 MB gyorsítótár, 800 MHz memória)

Lapkakészlet

Maximum 24 GB DDR3 1333 MHz ECC nem pufferelt DIMM-

Memória

9

Forrás:

modulok, 6 DIMM-foglalat

http://h10010.www1.hp.com/

3718663.html

12

Intel® 5520

wwpc/hu/hu/sm/WF06a/12454-12454-296719-4270225-4270225-

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA SATA (7200 f/p): 160 GB – 2 TB Belső meghajtók

SATA (10 000 f/p): 160 GB – 300 GB SAS (15 000 f/p): 146 GB – 600 GB Beépített, 6-csatornás SATA 3 Gb/s vezérlő RAID (0, 1, 5 vagy 10) lehetőséggel, beépített 8-csatornás SAS vezérlő,

Tárolásvezérlő

LSI 3041E 4-csatlakozós SAS/SATA RAID (0, 1 vagy 10) lehetőséggel Professzionális 2D: NVIDIA Quadro NVS 295 (256 MB), NVIDIA Quadro NVS 450 (512 MB) Csúcskategóriás 3D: NVIDIA Quadro FX 3800 (1 GB), ATI

Grafikus rendszer

FirePro V7750 (1 GB), NVIDIA Quadro FX 4800 (1,5 GB), NVIDIA Quadro CX (1,5 GB). Minden kártya opcionális, és mindegyik PCI Express szabványú. Egyes kártyákon kettős grafika. Elöl: 3 USB 2.0, 1 mikrofonbemenet, 1 fejhallgató-kimenet, opcionális 1 IEEE 1394a Hátul: 6 USB 2.0, 1 audiobemenet, 1 audiokimenet, 1

Portok

mikrofonbemenet, 2 PS/2, 1 RJ-45 a beépített Gigabit hálózathoz, 1 opcionális soros csatlakozó Belül: 3 USB 2.0 2 PCI Express Gen2 x16, 1 PCI Express Gen2 (x8 mechanikusan, x4 elektromosan), 1 PCI Express Gen1 (x8

Bővítőhelyek

mechanikusan, x4 elektromosan), 2 PCI 1 db 22 az 1-ben médiakártya-olvasó (opcionális) Beépített Broadcom 5764 10/100/1000 PCIe hálózat,

Számítógépes hálózati

opcionális Broadcom hálózati kártya, opcionális Intel

csatlakozók Amint

hálózati kártya

látjuk,

a

nagy

teljesítményű

munkaállomások

esetén

előkerülnek

a

szerverkategóriában is fellelhető processzorok és háttértároló típusok egyaránt. A kiemelt perifériák közül a monitorokat és a nagy formátumú nyomtatókat vizsgáljuk meg részletesebben. A CAD tervezéshez is jól használható monitorokra vonatkozóan nézzünk néhány alapparamétert a HP „Performance monitor” kategóriájú eszközeinek adatait felhasználva:10 5. táblázat. Nagy teljesítményű monitorok jellemző paraméterei Konfigurációselem-

Performance

Performance

Performance

részlet

monitor 1 (alap)

monitor 2 (közepes)

monitor 3 (csúcs)

Képernyőméret

55,9 cm-es (22”-es)

(átlós)

képátló

10

Forrás:

76,2 cm (30”)

24 hüvelykes képátló

http://h10010.www1.hp.com/wwpc/hu/hu/sm/WF04a/382087-382087

-64283-3884471-

3884471.html

13

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA Fényerő (jellemző

300 nit

370 nit

250 nit

Kontrasztarány

1000:1

1000:1

1000:1

Kijelző látószöge

178°

178°

178°

érték)

12 ms (teljes fekete6 ms (szürkétől Frissítési válaszidő

fehér-fekete

szürkéig); 16 ms

7 ms

kapcsolási idő);

(be/ki)

6 ms (szürkétől szürkéig) VGA/DVI-I átalakító,

DVI/DVI-D átalakító, Bemeneti jel

DVI-I/VGA átalakító, DisplayPort, USB,

DVI-D/DVI-I átalakító,

DisplayPort; DVI-D

DisplayPort, HDMI,

kábelek mellékelve

USB-kábelek mellékelve

USB 2.0 elosztó: Portok

saját áramellátású,

USB 2.0 elosztó: 5 USB 2.0

saját áramellátású,

négy port Mértékegység-magyarázat:

nit

négy port a

fénysűrűség

SI

mértékegysége,

értéke:

1 nit = 1 candela/négyzetméter. A fenti táblázatban olvasható paraméterek az adott munkafeladat követelményei szerint választhatók, érdemes azonban megjegyezni, hogy az alap- és csúcseszközök között 6szoros árkülönbség is lehet. A nagy formátumú nyomtatók területén a korábban egyeduralkodó tollas rendszereket az utóbbi néhány évben kezdte kiszorítani a tintasugaras nyomtatófejet használó változat. A tollas plotterek esetén a rajztollak paraméterei jelentősen befolyásolják az eszköz működését. Néhány szempont a tollválasztáshoz: -

Írható anyagok, papír, műanyag stb.

-

Nagy vonalhosszúság (akár 5 km is)

-

Nagy vonalhúzási sebesség (akár 3 méter másodpercenként)

A tintasugaras írófejjel ellátott plotterek (lényegében nagy formátumú tintasugaras nyomtatók) esetén is vegyünk szemügyre néhány teljesítményjellemzőt:11 Konfigurációselem-részlet

Ajánlott paraméterek

Nyomtatási idő Szabványos memória mérete

> 600 MB

Merevlemezes tároló

> 160 GB

11

Forrás:

3879134.html

14

http://h10010.www1.hp.com/wwpc/hu/hu/ga/WF06a/18972-18972-3328061-3328080-3328080-

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA Garantált minimális vonalvastagság

0,07 mm (ISO/IEC 13660:2001(E)) Adobe® PostScript® 3; Adobe PDF 1.5; TIFF; JPEG;

Nyomtató szabványos nyelvei

HP-GL/2; HP-RTL; CALS G4

Papír ajánlott súlya

<= 350 gr/m2

Támogatott hordozóméretek

A3, A2, A1, A0

A tintasugaras rajzgépek a térinformatikai alkalmazások, térképészeti munkák és tervrajzok készítésekor

használhatók

a

kis

példányszámú

(1-500

példány)

nyomtatáshoz

költséghatékonyan. Tekintettel a berendezések magas beszerzési költségekre (4-5000 USD) alkalmazásuk csak megfelelő kihasználtság esetén gazdaságos. Sajnos a tartalomelelm terjedelmi korlátai nem teszik lehetővé a téma részletesebb tárgyalását. Aki az egyes témakörökben jobban el kíván merülni, keresse a jegyzetírónak a felhasznált irodalom jegyzékében felsorolt egyéb hardveres témakörű jegyzeteit. Az esetfelvetés - munkahelyzet megoldása A tervezésnél a kiindulási pont a CAD-szoftver alapvető hardverigénye. Az egyik megoldás a meglévő rendszer valamely számítógépének feljavítása a kívánt paraméterekre, a másik megoldás a paraméterek szerint összeállítani egy konfigurációt.

TANULÁSIRÁNYÍTÓ 1. feladat Mi a konfigurációmenedzsment feladata?

_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

2. feladat Fogalmazza meg a különbséget a függőleges és vízszintes irányultságú skálázás között!

15


_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

3. feladat Melyek a konfiguráció elsődleges és másodlagos teljesítménybefolyásoló alkotórészei?

_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

4. feladat Fogalmazza meg saját szavaival Moore törvényét!

_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

16

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA Megoldások 1. feladat Ennek a folyamatnak a keretében kezelik a vállalatok az informatikai komponensek azonosítását, rögzítését, tartalmi jelentését, alkotórészeit és az egyes elemek (angolul configuration item) kapcsolatait is. A konfigurációkezelés célja az informatikai infrastruktúra részletes adatainak kézben tartása (azonosítás, követés, karbantartás), mellyel más folyamatok

is

támogathatók,

például

a

incidensfelügyelet,

a

problémakezelés,

a

változáskezelés vagy a kiadáskezelés. 2. feladat A két megközelítés közötti különbség abban nyilvánul meg, hogy a függőleges irányú skálázás esetén a rendszer egy elemét bővítjük (például a memória- vagy tárolási kapacitás növelése) a teljesítménynövelés érdekében, míg a vízszintes irányú skálázás esetén a rendszert új elemmel (például új számítógép beállításával) egészítjük ki a nagyobb teljesítmény érdekében. 3. feladat A konfigurációs egységek közül kitűnik a számítógép vagy munkaállomás, melynek a teljesítményt elsődlegesen meghatározó részegységei a következők: -

Processzor

-

Memória

A teljesítményt másodlagosan meghatározó alkotóelemek: -

Alaplap

-

Háttértár

-

RAID vezérlő kártya

-

Grafikus vezérlőkártya

-

Hálózati kártya

-

Perifériák

4. feladat Az mikroáramkörök összetettsége évenként megduplázódik, aminek rövid távú változására nem lehet számítani (írta 1965-ben a szerző), 1975-re 65 000 komponenst jósolt egy integrált áramköri lapkára.

17


ÖNELLENŐRZŐ FELADATOK 1. feladat Hasonlítsa össze a rendelkezésre álló processzortípusokat a számítási teljesítményük alapján, állítson fel sorrendet közöttük!

_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

2. feladat Hasonlítsa össze a rendelkezésre álló memóriatípusokat a kapacitásuk és gyorsaságuk alapján, állítson fel sorrendet közöttük!

_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

18

ALKALMAZOTT INFORMATIKA - HARDVERELEMEK MÉRETEZÉSE (SKÁLÁZÁSA) KIVÁLASZTÁSA 3. feladat Hasonlítsa össze a rendelkezésre álló grafikus vezérlőkártyákat a teljesítményük alapján, állítson fel sorrendet közöttük!

_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

4. feladat Hasonlítsa össze a két rendelkezésre álló számítógép-konfigurációt a teljesítményük alapján, állítson fel sorrendet közöttük!

_________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________ _________________________________________________________________________________________

19


MEGOLDÁSOK 1. feladat Több

megoldás

is

lehetséges.

Írásos

(hagyományos

vagy

elektronikus)

segédlet

vagy

elektronikus)

segédlet

vagy

elektronikus)

segédlet

vagy

elektronikus)

segédlet

felhasználásával 20 percnyi feldolgozási idő fogadható el. 2. feladat Több

megoldás

is

lehetséges.

Írásos

(hagyományos


megoldás

is

lehetséges.

Írásos

(hagyományos


megoldás

is

lehetséges.

Írásos

(hagyományos

felhasználásával 20 percnyi feldolgozási idő fogadható el.

20


IRODALOMJEGYZÉK FELHASZNÁLT IRODALOM Kapui Ákos: Webalkalmazások teljesítményvizsgálata és skálázhatósága. BME Méréstechnika és Információs Rendszerek Tanszék, 2009. Máté István Zsolt: A processzor és csatlakoztatása. 2010, NSZFI Máté István Zsolt: Memóriák és csatlakoztatásuk. A BIOS., 2010, NSZFI Máté István Zsolt: Az alaplap és csatlakoztatása. 2010, NSZFI Mátyás János: Videokártyák működése, beállítása, tesztelése. 2010, NSZFI Konfiguráció kezelés, http://www.poweruser.hu/, Autodesk - AutoCAD - System Requirements, http://usa. autodesk.com, 2010. augusztus 1. GIS System Requirements: http://www.gis.com/content/determine-system-requirements, 2010. augusztus 1. NVIDIA:

GPU_Programming_Guide.pdf,

http://developer.download.nvidia.com/GPU_

Programming_Guide/GPU_Programming_Guide.pdf Moore, Gordon E. (1965). „Cramming more components onto integrated circuits”. Electronics Magazine. pp. 4.

AJÁNLOTT IRODALOM Máté István Zsolt: A processzor és csatlakoztatása. 2010, NSZFI Máté István Zsolt: Memóriák és csatlakoztatásuk. A BIOS., 2010, NSZFI Máté István Zsolt: Az alaplap és csatlakoztatása. 2010, NSZFI Mátyás János: Videokártyák működése, beállítása, tesztelése. 2010, NSZFI

21

A(z) 1155-06 modul 010 számú szakmai tankönyvi tartalomeleme felhasználható az alábbi szakképesítésekhez: A szakképesítés OKJ azonosító száma: 54-481-01-1000-00-00 54-481-04-0010-54-01 54-481-04-0010-54-02 54-481-04-0010-54-03 54-481-04-0010-54-04 54-481-04-0010-54-05 54-481-04-0010-54-06 54-481-04-0010-54-07

A szakképesítés megnevezése CAD-CAM informatikus Gazdasági informatikus Infostruktúra menedzser Ipari informatikai technikus Műszaki informatikus Távközlési informatikus Telekommunikációs informatikus Térinformatikus

A szakmai tankönyvi tartalomelem feldolgozásához ajánlott óraszám: 15 óra

A kiadvány az Új Magyarország Fejlesztési Terv TÁMOP 2.2.1 08/1-2008-0002 „A képzés minőségének és tartalmának fejlesztése” keretében készült. A projekt az Európai Unió támogatásával, az Európai Szociális Alap társfinanszírozásával valósul meg. Kiadja a Nemzeti Szakképzési és Felnőttképzési Intézet 1085 Budapest, Baross u. 52. Telefon: (1) 210-1065, Fax: (1) 210-1063 Felelős kiadó: Nagy László főigazgató

Alkalmazott informatika - Hardverelemek méretezése (skálázása), kiválasztása

Recommend Documents