Wolfram Computation Meets Knowledge

Was muss ich bei der Auswahl eines Computers zum Ausführen von Wolfram-Produkten beachten?

Der Entscheidungsprozess, welchen Rechner man kaufen oder bauen soll, kann angesichts der vielen Kombinationen von Optionen, die dem Verbraucher zur Verfügung stehen, überwältigend sein. Hier wird erklärt, wie die Hauptkomponenten eines Computers normalerweise die Leistung von Wolfram-Produkten beeinflussen.

Die Überlegungen, die in diesem Artikel angestellt werden, gelten zwar im Allgemeinen für alle Computer, trotzdem kann es schwierig sein, vorherzusagen, wie der Code der Wolfram Language auf einer bestimmten Maschine laufen wird. Der beste Weg, die Leistung eines Codes auf einem bestimmten Rechner zu testen, ist, den Code tatsächlich auf diesem Rechner auszuführen.

Betriebssysteme

Die Wolfram Language wird auf den aktuellen Versionen von Windows, macOS und manchen Linux-Distributionen unterstützt. Die Benutzeroberfläche ist auf diesen Plattformen weitgehend identisch, abgesehen von Unterschieden, die sich aus dem Design des Betriebssystems ergeben. Die Wolfram-Desktop-Produkte sind für die unterstützten Betriebssysteme optimiert, so dass die Leistung auf allen Systemen ähnlich ist.

Hauptprozessor (CPU)

Allgemeine Berechnungen

Eine leistungsstärkere CPU führt in der Regel überall in Ihrem System zu Leistungssteigerungen. Dazu gehören Wolfram-Produkte, andere Anwendungen und das Betriebssystem selbst.

Die tatsächliche Verbesserung der Performance durch einen leistungsstärkeren Hauptprozessor hängt auch von der Auslastung ab. Die größten Steigerungen der Wolfram Language sind bei Funktionen zu sehen, die mehrere Threads nutzen, wie verschiedene numerische Berechnungsfunktionen, Bildverarbeitungsfunktionen oder parallelisierte kompilierte Funktionen.

Der Kernel verwendet hoch optimierte Multithreading-Bibliotheken wie MKL und IPP, die auf optimale Leistung abgestimmt sind und die Vorteile moderner CPU-Funktionen nutzen, wenn diese verfügbar sind. Dies ist wichtig für Maschinenarithmetik und numerische lineare Algebra (BLAS, …), fundamentale Bausteine für viele Berechnungsaufgaben.

Parallelrechnen

Wolfram Language verfügt über eine Reihe von Werkzeugen für das parallele Rechnen, um die Vorteile von Mehrkernprozessoren zu nutzen. Sie können die Anzahl der auf Ihrem Rechner verfügbaren Prozessorkerne durch Auswertung von $ProcessorCount ermitteln.

Das Softwarepaket für paralleles Rechnen der Wolfram Language profitiert nicht unbedingt von Hyper-Threading, obwohl bestimmte Kernel-Funktionen davon profitieren, wenn es eine Beschleunigung bringt.

Grafikprozessor (GPU)

Wolfram-Produkte benötigen keinen dedizierten Grafikprozessor, jedoch erhöht ein solcher die Leistung der Software in vielen Bereichen. Bestimmte Anwendungsbereiche, wie z. B. CUDALink und GPU-basiertes Training neuronaler Netze, erfordern CUDA-fähige NVIDIA-Grafikprozessoren mit einer Mindestrechenleistung von 3,5.

Es wird erwartet, dass ein leistungsfähigerer Grafikprozessor das Rendering und die Interaktion mit fast allen 3D-Grafik- und Bildfunktionen deutlich verbessert. Interaktionen wie Schwenken, Zoomen, Drehen oder Größenänderung werden mit einer leistungsfähigeren GPU voraussichtlich schneller und reibungsloser ablaufen. Je komplexer die 3D-Inhalte werden, desto deutlicher treten die Vorteile einer besseren GPU hervor; mit einer schwächeren GPU wird das System mit zunehmender Auslastung immer mehr ins Stocken geraten.

In Wolfram Language 12.2 werden CUDALink-Auswertungen und das Grafikprozessor-basierte Trainieren neuronaler Netze unter macOS nicht mehr unterstützt, da Apple CUDA seit macOS 10.14 Mojave nicht mehr unterstützt.

Systemspeicher (RAM)

Die Größe des benötigten Systemspeichers (RAM) kann je nach Anwendungsfall variieren. Im Allgemeinen profitieren unter anderem Anwendungen, die mit größeren Datensätzen arbeiten oder komplexere Visualisierungen erstellen, von mehr RAM.

Die Systemanforderungsseiten der Wolfram-Produkte zählen die Mindestanforderungen an den Arbeitsspeicher für die verschiedenen Versionen auf, obwohl für fast alle Anwendungen mehr empfohlen wird.

Festplatte

Moderne Festplatten sind normalerweise groß genug, um die Installation der Wolfram Language zu unterstützen. Auf den Seiten mit den Systemanforderungen ist der Mindest-Festplattenplatzbedarf für die verschiedenen Versionen angegeben.

Die primäre Festplattenspezifikation, die sich auf das Wolfram-System auswirkt, ist die Lese-/Schreibgeschwindigkeit des Laufwerks. Höhere Geschwindigkeiten führen zu einem schnelleren Laden beim Starten, sowie dazu, wie schnell das Wolfram System Dateien laden oder speichern kann.

Um die Leistung von plattenintensiven Operationen sowie die Startzeit Ihres Wolfram-Systems zu verbessern, können Sie ein Solid-State-Laufwerk (SSD) in Betracht ziehen. Zuverlässige Vergleiche zwischen HDDs und SSDs sind leicht online verfügbar, und ihre jeweiligen Vor- und Nachteile gelten im Allgemeinen auch für das Zusammenspiel des Laufwerks mit Ihrem Wolfram System.

Benchmarking

Die Wolfram Language enthält das WolframMark zum Benchmarking ihrer Leistung auf Ihrem Computer. Dieses enthält eine Reihe von numerischen und symbolischen Berechnungen und generiert einen vergleichenden Bericht:

Needs["Benchmarking`"]
BenchmarkReport[]

Außerdem enthält die Wolfram Language Timing-Funktionen, die beim Vergleich Ihres Codes auf verschiedenen Rechnern nützlich sein können.

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