Die Auswahl an leistungsfähigen PC Technologien grösser denn je. Intel wie auch AMD bieten ein umfangreiches Portfolio an innovativen Prozessoren an. Gleichzeitig gibt es von beiden Herstellern Prozessoren mit ganz unterschiedlichen Spezifikationen.
Etwas übersichtlicher ist das Angebot an Grafikkarten. NVIDIA ist seit langem der führende Hersteller und AMD Grafikkarten haben zwar ebenfalls eine gute Leistung, eignen sich aber nur für wenige professionelle Anwendungen.
Regelmässig gibt es noch schnellere Technologien, noch schnellere Schnittstellen und Speichermedien.
Die Auswahl bzw. Zusammenstellung eines für die jeweiligen individuellen Anforderungen passenden Rechners ist nicht trivial. Wir haben die wichtigsten Punkte, die es zu berücksichtigen gilt, zusammengestellt. Unsere Anleitung in 7 Schritten soll die Auswahl eines gut passenden Arbeitsgerätes erleichtern.
1. Software Anwendungen und Ressourcen Bedarf
Ausgangslage für die Evaluation eines PCs oder einer Workstation ist der Anwendungsbereich. Zuerst muss bekannt sein für welche Projekte der Computer eingesetzt wird bzw. mit welcher Software gerechnet wird. Oft werden verschiedene Anwendungen auf dem gleichen System ausgeführt. Wir empfehlen vor allem die Software zu berücksichtigen, die am meisten verwendet wird sowie diejenige Anwendung, die am meisten Rechenleistung erfordert.Wenn es eine Aufgabe oder ein Projekt gibt, aber noch nicht klar ist wie die Realisation erfolgen soll, so muss zuerst die passende Software evaluiert werden. Ein professioneller Anbieter von verschiedenen Software Lösungen ist zum Beispiel "3D Software" mit einem Software Shop, einem Schulungs-Angebot und Beratung.
Zu 3D Software
Welche Hardware Ressourcen eine Software im Detail braucht, wird vom Software Hersteller angegeben bzw. kann in Internet Foren nachgelesen werden. Dabei sollten nicht die Minimal-Anforderungen des Herstellers berücksichtigt werden, sondern mindestens die empfohlenen Anforderungen. Am besten wird als Ausgangslage eine Liste mit Anforderungen an Prozessor, Arbeitsspeicher, Grafik und Speicherbedarf erstellt.
Für die gebräuchlichen professionellen Anwendungen geben wir im Workstation Berater Tipps für die passende Hardware. Diese Angaben können ebenfalls eine Hilfestellung sein.
Zum Workstation Berater
2. Basis des Systems mit dem Prozessor definieren
Basis jedes Computersystems ist der Prozessor und deshalb sollte zuerst der Prozessor ausgewählt werden. Dabei ist zu berücksichtigen, dass der Prozessor die Leistung grundsätzlich definiert und ein späterer Wechsel eines Prozessors meist aufwändig ist. Der Prozessor sollte so gewählt werden, dass die Leistung für die geplante Betriebsdauer genügend ist, mindestens für die nächsten 3 bis 4 Jahre.Grundsätzlich kann zwischen den kleineneren und grossen Plattformen unterschieden werden. Es gibt die kleinen Plattformen mit Intel Core i oder AMD Ryzen Prozessoren, die bis 24 Cores Rechenleistung bieten, bis maximal 128 GB Arbeitsspeicher unterstützen und 24 Lanes zur Anbindung von PCIe Schnittstellen zur Verfügung stellen. Ein wesentlicher Vorteil der Prozessoren der kleinen Plattform sind die hohen Taktraten. Zudem ist das Preis-Leistungsverhältnis deutlich vorteilhafter als bei den grossen Plattformen.
Die grossen Plattformen mit AMD Threadripper, Epic oder Intel Xeon Prozessoren mit bis zu 64 Cores Rechenleistung unterstützen über 2 TB Arbeitsspeicher und bis zu 128 Lanes zur Anbindung von PCIe Schnittstellen.
Es gibt 3 Entscheidungskriterien um den Prozessor zu definieren:
1) Die aktuell besten Desktop Prozessoren für maximale CPU Performance sind AMD Treadripper Prozessoren. Der hohe Preis der AMD Threadripper Plattform rechnet sich vor allem wenn:
- Maximale CPU Rechenleistung erreicht werden soll.
- Mehr als 2 Grafikkarten eingesetzt werden.
- Mehr als 128 GB Arbeitsspeicher benötigt werden.
Für alle anderen Anwendungsbereiche ist ein Intel Core i oder AMD Ryzen Prozessor der aktuellen Generation die beste Wahl (13. Generation bei Intel und 7. Generation bei AMD). Da noch immer viele professionelle Anwendungen gewisse Aufgaben auf wenigen Prozessor-Cores rechnen, ist es ein Vorteil wenn der Prozessor eine hohe Taktrate hat. Deshalb ist oft auch für Software, die Multi-Core fähig ist, ein Prozessor der kleinen Plattform die bessere Wahl als ein Prozessor der grossen Plattform mit extrem vielen Cores aber tieferer Taktrate.
2) Wird eine Anwendung eingesetzt, die viele Rechenprozesse auf dem Prozessor ausführt und die Single- und Multi-Core Leistung des Prozessors maximal auslastet, so sind entweder ein Intel Core i9 Prozessor oder ein AMD Ryzen 9 Prozessor die beste Wahl.
3) Wird mit Software gearbeitet, die nicht alle Prozessor-Cores belastet und hauptsächlich auf wenigen Cores rechnet, oder wird die Rechenleistung vor allem auf die Grafikkarte ausgelagert, so sind ein Intel Core i7 oder ein AMD Ryzen 7 / 9 eine gute Lösung.
AMD und Intel Prozessoren haben eine vergleichbare Rechenleistung. Die Entscheidung für Intel oder AMD Prozessor kann eine «Bauch-Entscheidung» sein wenn um reine Rechenleistung geht.
AMD Prozessoren haben allerdings Vorteile. AMD Prozessoren basieren auf einer neueren Technologie und rechnen dadurch effizienter mit weniger Leistungsaufnahme. Die AMD Prozessoren mit «X3D» Bezeichnung haben extra viel 3D Cache, was bei gewissen Anwendungen den Rechenprozess zusätzlich beschleunigt.
3. Grafikleistung festlegen
In einem nächsten Schritt ist die Grafikleistung festzulegen. Bei den meisten 3D Anwendung ist eine Consumer oder «Gamer» Grafikkarte eine passende Wahl. NVIDIA Grafikkarten, die mit der Technologie der Cuda Cores rechnen, werden generell sehr gut unterstützt. AMD Grafikkarten bieten zwar ein besseres Preis-Leistungsverhältnis, sind aber nur bei wenigen Anwendungen die bessere Wahl. Hinweise zur passenden Grafiklösung sind beim Software Hersteller oder in Internet Foren zu finden.
Diese 4 Entscheidungskriterien helfen die Auswahl der Grafikkarte zu treffen:
1) Die Grafikkarten wird nicht in den Rechenprozess einbezogen
In diesem Fall genügt eine einfache Grafikkarte oder die im Prozessor integrierte Grafiklösung. Wenn mehrere Monitore in hoher Auflösung betrieben werden, sollte auch bei geringen Rechenanforderungen eine zusätzliche Grafikkarte eingesetzt werden, die diese Auflösung unterstützt.
2) Die Grafikkarte übernimmt bestimmte Aufgaben im Rechenprozess, doch die Hauptarbeit ist beim Prozessor:
Diese Spezifikation trifft auf viele Anwendungen zu, denn oft wird die "Hauptberechung" auf dem Prozessor ausgeführt und die Berechnungen von Addons / Plugins werden auf die Grafikkarte ausgelagert. Die Empfehlung ist eine aktuelle Grafikkarte der mittleren bis oberen Leistungsklasse.
3) Die Grafikkarte trägt die Hauptlast im Rechenprozess:
In diesem Fall ist eine möglichst starke Grafikkarte zu wählen und allenfalls macht es Sinn zwei Grafikkarten einzusetzen. Die Grafikleistung sollte zuerst mit einer möglichst starken Grafikkarte abgedeckt werden und erst wenn eine Grafikkarte nicht mehr genügt, ist eine zweite Grafikkarte vorzusehen. Eine zweite Grafikkarte erhöht die Leistungsaufnahme und damit Stromverbrauch und Geräuschentwicklung deutlich.
4) Professionelle CAD Konstruktionsaufgaben erfordern eine Profi-Grafikkarte.
Bei klassischen CAD Aufgaben wird die beste Leistung durch die Kombination eines hoch getakteten Prozessors und einer Profi-Grafikkarte in mittlerer bis hoher Leistungsklasse erzielt. Führend in diesem Bereich sind die PNY NVIDIA Grafikkarten, alternativ kann eine AMD Profi-Grafikkarte gewählt werden.
4. Arbeitsspeicher richtig dimensionieren
Die Auslastung des Arbeitsspeichers ist je nach Software Anwendung und Komplexität der Rechenaufgabe sehr unterschiedlich. Ist ein Programm extrem Speicher-lastig und müssen mehr als 128 GB Arbeitsspeicher eingesetzt werden, so ist ein System auf Basis eines AMD Threadripper oder Intel Xeon / AMD Epic Prozessors zu wählen.
Bei den «Standard» Intel oder AMD Workstations der kleinen Plattform sind 128 GB Arbeitsspeicher der maximal mögliche Ausbau. Für anspruchsvolle Berechnungen empfehlen wir 64 oder 128 GB Arbeitsspeicher einzusetzen, wobei der Sofware Hersteller in den «System Requirements» genauere Angaben zum Speicher-Bedarf gibt.
Wenn möglich sollte ein Ausbau mit DDR5 Arbeitsspeicher erfolgen, wobei dabei nicht nur auf die Taktung, sondern auch auf die Timings geachtet werden sollte.
5. Speichermedien grosszügig bemessen
Hier gilt: mehr ist besser. Die Auflösungen, die Komplexität der Projekte und damit auch der Speicherbedarf steigen laufend. Deshalb empfehlen wir den Speicherbedarf für die nächsten Jahre hochzurechnen und grosszügig zu definieren.
Dies 3 Tipps zur Wahl der Speichermedien:
1) Die erste Wahl sind schnelle M.2 SSDs, die über PCIe angebunden werden. Alle Rechenprozesse sollten auf einem möglichst schnellen Speichermedium ausgeführt werden. Nicht nur Betriebssystem und Software, sondern alle aktuellen Projekte in Arbeit sollten auf einer schnellen M.2 SSD gerechnet werden. Bei Videobearbeitung oder ähnlichen Render-Aufgaben sollte der Render-Job ebenfalls auf einer schnellen M.2 SSD ausgeführt werden. Wenn während des Rechenprozesses über ein langsames Netzwerk auf einen Server / NAS / Cloud Lösung zugegriffen wird, bremst das den Rechenprozess massgeblich. Die Preise für M.2 SSDs sind vernünftig geworden und es macht Sinn M.2 SSDs mit grossen Volumen einzusetzen.
2) Es stehen nur eine beschränkte Anzahl an M.2 Schnittstellen und Lanes, die die Schnittstellen anbinden, zur Verfügung. Aus diesem Grund empfehlen wir möglichst wenige, dafür grosse M.2 SSDs vorzusehen.
3) Sata SSDs sind eine Alternative, aber um ein Vielfaches langsamer als M.2 SSDs. Deshalb sollten SSDs und mechanische Festplatten, die über Sata angeschlossen werden, hauptsächlich der Ablage von Daten dienen. Wichtig ist zu beachten, dass Daten nicht nur intern auf dem PC, sondern auch extern, getrennt vom PC und idealerweise an einem unterschiedlichen räumlichen Ort mindestens doppelt gesichert werden.
6. Bei Mainboard Wahl Schnittstellen beachten
Die Hauptkomponenten sind nun definiert. Das Mainboard ist zwar eine Hauptkomponente, aber nicht entscheidend für den Rechenprozess. Die Kompatiblität des Mainboards wird vom Hersteller sichergestellt.
Das Mainboard entscheidet wie viele interne und externe Schnittstellen zur Verfügung stehen. Es sollte darauf geachtet werden, dass die benötigen Anschlüsse in genügender Anzahl ausgegeben werden. In der Regel gilt: je höher der Preis eines Mainboards, desto besser die Ausstattung mit internen und externen Schnittstellen.
Das gilt ebenso für die Grafikkarte, da ist auf passende externe Grafikanschlüsse zu achten.
7. Kühlung und Gehäuse: je grösser desto besser
Diese Regel gilt für alle Workstations mit starken Komponenten. Wichtig ist viel Luft. Ideal sind Gehäuse mit viel Volumen und Mesh Front, denn so wird ein effizienter Airflow erreicht. Für High Performance Systeme sind geschlossene Gehäuse mit Dämmmatten keine gute Wahl, denn diese Gehäuse können warme Luft stauen.
Es gibt kleine Gehäuse, die für Hochleistungs-Workstations eingesetzt werden können, doch die Kühlung wird nie so leise sein wie bei einem grossen Gehäuse mit viel Volumen. In grösseren Gehäusen können mehr Lüfter eingebaut werden und wenn es mehr Lüfter gibt, drehen diese langsamer und damit auch leiser. Zudem sind die Betriebstemperaturen in grossen Cases mit viel Airflow tiefer. Jedes Grad tiefere Temperatur verlängert die Lebensdauer.
Die Kühlung ist bei einem High Performance Rechner zentral, denn aktuelle Komponenten mit hoher Leistungsaufnahmen werden sehr heiss. Die Kühlung kann nur mit einer hochwertigen, grossen Luftkühlung in Verbindung mit genügend Lüftern sichergestellt werden.
Es können AiO Kühlungen für den Prozessor eingesetzt werden, doch die Kühlleistung ist vergleichbar mit einer hochwertigen Luftkühlung. Die Vorteile einer Luftkühlung sind, dass die empfindlichen Spannungswandler auf dem Mainboard besser gekühlt werden und dass der langfristige Betrieb stabiler ist als bei einer AiO Kühlung.
Nun sind die Spezifikationen eines passenden Rechners definiert. Jetzt gilt es zu vergleichen ob diese Spezifikationen mit der ausgangs erstellten Liste mit Anforderungen übereinstimmt. Berücksichtigt werden sollte, dass ein Rechner einige Jahre eingesetzt wird und auch künftigen Anforderungen genügen sollte. Wie bereits erwähnt sollten nicht nur die Minimalanforderungen abgedeckt werden. Ausserdem können potentielle spätere Upgrades schon vorgesehen werden, indem zum Beispiel ein genügend starkes Netzteil gewählt wird.
Diese Schritt für Schritt Anleitung zur Zusammenstellung passender IT Hardware soll eine erste Hilfestellung sein. Weitere detailliertere Informationen zu den Anforderungen unterschiedlicher Software Anwendungen und den dazu passenden Systemspezifikationen sind in unserem Workstation Berater zu finden.
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