Die leistungsfähigsten Computer nennen sich Supercomputer. Diese bestehen nicht nur aus einem großen Computer, sondern aus einem Verbund von „schwachen“ Computer summieren ihre Kräfte auf.
00 Top500
Diese arbeiten zusammen an großen Rechenaufgaben, speichern und verarbeiten riesige Datenmengen. Die TOP 500 Liste führt ein Ranking mit den großen Computern weltweit auf. Die Informatiker messen die Geschwindigkeit in Tera Floating Operations per secound (T-FLOPs) gemessen.
Technische Herausforderungen: Die Kühlung stellt eine kostenintensiveHerausforderung dar – die Energie für das eigentliche Betreiben der Computer ist geringer. Die System-Admins müssen Brände am Supercomputer mit Edelgasen löschen, die für den Menschen gefährlich sind.
Server – Das Lastentier
Ein Server ist ein Computer, der einen Service anbieten, auf welchen z.B. Du als Nutzer (Client) zu greifen kannst. Viele Server bestehen aus viele flache Computer „Pizzaboxen“ (Blades), die übereinander gestapelt in einem Schrank (Rack) verschraubt sind. Die Blades sind mit Ethernet oder Glasfaser-Kabel miteinander verbunden. Mehrere Racks bilden einen Server (Scale out).
01 Server Verfügbarkeit für Chat
Statt viele „schwache Computer“ zu betreiben, kann der System-Admin ein einziger Computer hunderte von Kernen mit TB an Hauptspeicherausgestatten (Scale up). Die großen Server und Supercomputer verwenden nicht Windows als Betriebssystem, sondern Linux.
Technische Herausforderungen: Kunden sollen zu jeder Zeit den Server erreichen können. Die Ausfallsicherheit soll gewährleistet sein. Die Ausfallsicherheit gewährleisten Cloud-Anbieter, indem sie mehrere 1:1 exakte Kopien erstellen, die auf der Welt verteilt sind. Fällt einer aus, dann ist der nächste Computer noch verfügbar.
Workstation – Der Spezielle
Eine Workstation ist einem starken privater Computer (Personal Computer, PC), dessen Hardware für eine bestimmte Aufgabe optimiert ist. Eine Workstation kannst Du als einen „High-End-PC“ mit viel Hauptspeicher (RAM), Rechenleistung (CPU) und Grafikleistung (GPU), der je nach Anwendungsfall optimiert ist.
02 Machine Learning mit Python
Die Grenzen zwischen einer Workstation und einem starken Personal Computer sind fließend. Einfache Browsing und Gaming lastet die Kapazität des Computers nicht Ansatzweise aus.
Technische Herausforderungen: Workstations sollen nicht unbedingt so laut „brüllen“, wie es manche Server machen. Sie sollten optimalerweise für ihre Anwendung fall ausgestattet und abgestimmt sein.
Personal Computer – Einen für alle
Ein Personal Computer (PC) ist ein Computer, der preislich für einen Durchschnittsbürger erschwinglich ist. MS-DOS, das heutige Windows 10, dominiert bis heute den Markt für Betriebssysteme für Personal Computer.
03 PC
Die modernen Computer heute haben die gleiche Leistung wie Supercomputer vor 30/40 Jahren. Die Halbleiter-Industrie komprimiert circa. alle 18 Monate mehr Recheneinheiten (Transistoren) in einen Chip.
Moores Gesetz
Die absolute Rechenleistung, die ein Endanwender erhält, werden Jahr für Jahr günstiger.
Anwendungen:
Browsing
Gaming
E-Mails lesen und schreiben
Video und Filmen ansehen
Musik höheren
Office-Anwendungen für Produktivität
Technische Herausforderungen: Ein Ziel der PC-Industrie ist es bessere Technik für immer weniger Geld herzustellen, sodass ein Computer für möglichst viele Personen erschwinglich ist.
Mobile Computer – Jederzeit und überall
Mobile und kleine Computer ermöglichen, die Nutzung des digitalen Werkzeugs in jeder Lebenslage. Im Gegensatz zu den Personal Computer und anderen Computertypen sind diese stark limitiert durch äußere Faktoren. Die Technologien, Rechnerarchitekturen und Materialien unterscheiden sich signifikant von den grauen Boxen.
04 Mobile PCs
Die Ansprüche in Formfaktor, Leistung, Gewicht und Ausdauer sind sehr unterschiedlich.
Steffen Lippke
Nicht jeder Computer kann gleich viel leisten. Je nach Anwendungen ist mehr oder weniger Rechenleistung notwendig. Die Computer sind für eine oder wenige Aufgaben optimiert. Von der Rechnerarchitektur können die mobilen Computer sehr ähnlich zu den Personal Computer sein, aber Anwender würden z. B. nicht unbedingt einen Roman auf ihrer Smartwatch auf einer externen Tastatur schreiben wollen.
Technische Herausforderungen: Wie schaffen wir es, bessere Technik in immer kleinere Gehäuse zu packen, die eine lange Akkulaufzeit haben und zu gleich wasserdicht und staubdicht sind? Die Erwartungen an die Rechenleistung ist vom Kunde hoch.
Computertypen nach Architektur
x86 – alter langsamer Elefant
AMD nutzt auch x86
x86 ist eine Chip-Archtiektur, die Intel seit 1978 in ihren Chips verwendet. Intel hat seine Ziele auf Performance ausgelegt und den Stromverbrauch außer Acht gelassen. Intel nutzt eine Komplex Instruction Set Computing, um die Operationen auf der CPU auszuführen. Die Intel Chips sind komplexer als aufwendiger und bieten mehr verschiedene Computer-Anweisungen (Instruktionen) als ARM an. Mehr Instruktionen bedeuten nicht eine bessere Performance.
ARM – schlank und effizient
ARM ist eine Hardwarearchitektur von Chips, die mit weniger Instruktionen auskommt. Diese Technologie nutzen Smartphone, Tablet und kleinst Computer. Windows on ARM, Apple und einige Linux Distributionen laufen mit dieser Hardware. ARM arbeitet effizienter als x86 und ist stromsparender, sodass die Laptops längere Akkulaufzeiten aufweisen. ARM nutzt das Reduced Instruction Set Computing (RISC) und verwendet mehr Register (Mini-Zwischenspeicher unmittelbar neben den Schaltungen im Computer).
Die MISP-Architektur gehört auch zu der RISC-Gattung. Diese Architektur wurde in Routern, Navigationssystemen und Receivern eingesetzt. ARM und x86 dominieren den Markt im Vergleich zu MISP.
Computertypen nach Verwendung
Private Nutzung
Die Computer sollen in Räumen zwischen 10 und 50 Grad funktionieren. Sie sollen hauptsächlich günstig sein. Einfache Anschlüsse und funktionierende Hardware ist vollkommend ausreichend.
Industrielle Nutzung
Computer in der Industrie müssen mit strenger Kälte bis 90 Grad plus standhalten. Manche Systeme müssten sich passiv kühlen, damit diese nicht den ganzen Staub auf einer der Baustelle aufsaugen. Spezielle Anschlüsse müssen gewährleisten, dass ein Kabel nicht einfach „locker“ ist. Der Hardware ist viel teurer als die private, weil diese langlebig, robust und widerstandsfähig sein muss.
Quellenangabe Bilder: Icons und SVG-Grafiken im Titelbild von Microsoft PowerPoint 2019, frei verfügbar nach EULA *) Mit dem Abonnement des Newsletters erklären Sie sich mit der Analyse des Newsletters durch individuelle Messung, Speicherung und Analyse von Öffnungsraten und der Klickraten in Profilen zu Zwecken der Gestaltung künftig besserer Newsletter einverstanden. Sie können die Einwilligung in den Empfang des Newsletters und die Messung mit Wirkung für die Zukunft widerrufen. Mehr in der Datenschutzerklärung.
