Kategorie: Wissen

Standard oder erweitert – wir unterscheiden

Industrie-PCs sind technisch dafür ausgelegt, auch bei niedrigeren oder besonders hohen Temperaturen einsatzfähig und leistungsstark zu bleiben. Generell wird zwischen zwei Temperaturbereichen unterschieden nach denen sich die IPCs klassifizieren lassen: Zum einen der Standard–Temperaturbereich und zum anderen der erweiterte Temperaturbereich.

Der Standard-Temperaturbereich

Ist die Hardware eines Industrie-Computers für eine Umgebungstemperatur von 0° bis zu +50° Celsius ausgelegt, so sprechen wir vom Standard Temperaturbereich. Jeder Computer der sich einen Industrie-PC schimpfen möchte, muss mindestens dieser Anforderung gewachsen sein.

Übrigens, schon gewusst? Wir von spo-comm sprechen, aufgrund der platzsparenden Baugrößen unserer IPCs, auch mal gerne von „Mini-PCs“. Jedoch erfüllen all unsere Systeme unseres Produktsortiments die Anforderungen eines Industrie-PCs.

Der erweiterte Temperaturbereich

Vom erweiterten Temperaturbereich ist die Rede, sobald ein Industrie-PC auch noch bei Umgebungstemperaturen von -20° bis hin zu +70° Celsius nicht schlapp macht. Ihr fragt euch, wo ein Industrie-Computer eingesetzt werden könnte, bei dem solch niedrige, beziehungsweise hohe Temperaturen zu Stande kommen? Zwei Anwendungsbeispiele:

Hinsichtlich niedriger Temperaturen wäre da als möglicher Einsatzort die Alpen zu nennen. So wie die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungsteams von PMOD/WRC, die sich auf Klimamodellierung spezialisiert haben und unseren RUGGED HM87 für die Wolkenforschung einsetzen. In den Alpen sind Minusgrade schnell erreicht und auch Schnee soll keine Seltenheit sein. Dennoch leistet der RUGGED HM87 seit mehreren Jahren, aufgrund seiner Outdoor tauglichen Beschaffenheit, verlässlich sein Werk.

Und wie sieht es bei hohen Plusgraden von bis zu +70° Celsius aus? Auch hierfür haben wir ein beispielhaftes Use Case aus der RUGGED-Familie parat. Unser RUGGED HM87 hat sich vor einigen Jahren, ganz nach dem Gusto von Indiana Jones, auf in die Wüste gemacht. Dort haucht er seitdem Bankautomaten neues Leben ein. Bei tropischen Temperaturen und hoher Luftfeuchtigkeit kommt Kopf in den Sand stecken für den Outdoor-PC allerdings nicht in Frage. Wer meint, dass spätestens feinster Sandstaub dem RUGGED den Kragen kosten könnte, liegt falsch. Denn dank des passiven Kühlsystems der RUGGED-Familie, sind die Gehäuse der Systeme komplett geschlossen. So robust wie unser RUGGED HM87 war, sind selbstverständlich auch unsere neuen RUGGED-PCs, wie beispielsweise der neue RUGGED  T1000!

Unser neuster RUGGED, der RUGGED T1000 überzeugt nicht nur mit erweitertem Temperaturbereich und robustem Gehäuse, sondern mit Vielem mehr – hier Konfigurieren:

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Energieeffiziente Industrie-PCs: Nicht nur für die Geldbörse angenehm

In Teil 1 unserer Blog-Reihe sind wir darauf eingegangen, weshalb Metallgehäuse für Industrie-Computer unumgänglich sind. Wir haben gelernt, dass eine robuste Schale wichtig ist für sowohl Robustheit, als auch Wärmeentwicklung in Kombination mit der Abwärme der IPCs. Letzteres ist ein guter Grund und weiterer wichtiger Faktor für folgende Eigenschaft von Industrie-PCs: Energieeffizienz. Die Gründe, weshalb IPCs nicht unmengen an Energie verbrauchen sollten, sind folgende:

1. Industrie-PCs laufen nicht selten 24 Stunden die Woche, 360 Tage im Jahr. Der Dauerbetrieb der Computer ist ein wesentliches Unterscheidungsmerkmal zu den PC-Systemen aus der Consumer-Liga. Verbraucht ein Computer weniger Strom, kostet das den Betreiber weniger Geld. Ganz nebenbei wird der Industrie-PC dadurch aber auch langlebiger.
2. Ist ein System in einer geschlossenen Installation verbaut (wie in Bankautomaten, in Fahrzeugen oder in Messstationen), muss sichergestellt werden, dass eine erhöhte Temperaturentwicklung durch Abwärme, welche durch die kleinen Computer freigesetzt werden, die Installation nicht gefährdet. Doch wie kann sichergestellt werden, dass die Systeme nur ein Minimum an Wärme produzieren? Der Schlüssel zu einer niedrigen Wärmeentwicklung ist die Auswahl von sogenannter „Low-Power“ Hardware, also PC-Komponenten mit geringem Energieverbrauch. Verbraucht ein Prozessor (auch: CPU) oder ein RAM-Riegel nur ein Mindestmaß an Energie, wird im Umkehrschluss auch weniger Energie, in Form von Wärme, an die Umgebung abgegeben. Energieeffiziente Computer (im Englischen: Low-Power Consumption) mögen auf den ersten Blick also vielleicht lediglich als „nice to have“ gelten. Auf den zweiten Blick hingegen macht dieses Merkmal die soliden Mini-PCs erst zu dem, was sie sind. 

Ein Beispiel gefällig? Wir haben da zufällig etwas vorbereitet:

Umweltbewusst und leistungsstark: Der BOX N4100

Der lüfterlose BOX N4100 ist ein ultrakompakter Industrie-PC (man spricht auch von sogenannten „Embedded-PCs“) mit gerade einmal 0,22 Liter Volumen. Der IPC benötigt dank seiner Maße von 115 x 76 x 25 Millimetern kaum Platz und passt in jede noch so kleine Installation. Doch trotz seiner niedlichen Größe steht der Mini-PC seinen größeren Kollegen in puncto Leistung in nichts nach. Die Wiedergabe von zweimal 3840 x 2160 Pixeln – sprich 4K – bei einer Frequenz von 60 Hertz ist kein Problem für das kleine Powerpaket und macht ihn besonders für Digital-Signage-Anwendungen interessant. Sie denken jetzt vielleicht: „Wahnsinn, der verbraucht bestimmt jede Menge Strom“? Könnte man meinen. Tatsächlich verbraucht der kleine Sympathieträger unter Volllast maximal 19 Watt. Zum Vergleich: Unser KUMO IV verbraucht im sogenannten „Idle Modus“ (also: Ruhemodus) bereits 45 Watt. Der BOX N4100 hingegen erreicht im Idle Modus Maximalwerte von 3 Watt. Unterm Strich ein Kosten-Nutzen-Verhältnis das sich sehen lassen kann.

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Das Gehäuse: Die Rüstung unserer Industrie-PCs

Ein wesentlicher Punkt in dem sich Hardware für „Consumer“ von Hardware für professionelle Einsätze unterscheidet, ist das Gehäuse. Denn anders als Consumer-PCs, welche überwiegend von Kunststoffgehäusen geschützt werden, zeichnen sich Industrie-PCs durch solide Metallgehäuse aus. So wird gewährleistet, dass der PC selbst bei rauen Umgebungsbedingungen, wie sie zum Beispiel auf Baustellen, in Einsatzfahrzeugen oder in großen Maschinen herrschen, leistungsfähig bleibt. Bei der Konstruktion der Gehäuse wird bereits ein besonderes Augenmerk darauf gelegt, dass die Gehäuse möglichst resistent gegen Staub und andere feine Partikel sind. Doch auch bei Feuchtigkeit müssen Mainboard, CPU, RAM und Festplatte durch das Gehäuse geschützt sein, eben wie durch eine Rüstung. Gerade bei aktiv gekühlten PCs, also Computern in denen Lüfter verbaut sind, spielt diese Resistenz der Lebensdauer in die Karten. Spätestens bei Industrie-PCs mit passiver Kühlung, also lüfterlosen Systemen, ist das Metallgehäuse ein Muss. Warum das so ist, möchten wir an einem Beispiel, unserem RUGGED GTX 1050 Ti, erläutern.

spo-comm par excellence: Der RUGGED GTX 1050 Ti

Als gutes Beispiel für eine Kombination aus robustem Auftreten und passivem Kühlsystem, dient unser RUGGED GTX 1050 Ti. Die Frage, weshalb eine lüfterlose Konstruktion auf einem Metallgehäuse aufbaut, ist leicht beantwortet: Metall leitet Wärme, Kunststoff nicht. Leiterbahnen aus Kupfer sorgen dafür, dass die entstehende Wärme im Gehäuse des Computers nach außen geleitet wird. Sogenannte Kühlrippen, welche auf der Oberseite eines Gehäuses liegen, geben dann die entstandene Wärme an die Umgebung ab. Gerade bei einem grafisch leistungsstarken IPC wie dem RUGGED GTX 1050 Ti, kann es zu einer hohen Wärmeentwicklung im Gehäuse kommen. Ein gut durchdachtes und makellos funktionierendes lüfterloses Kühlsystem gilt daher als A und O. 

Schon gewusst?
Mini-PCs mit passivem Kühlsystem gelten als besonders langlebig!

Zusammengefasst: Metallgehäuse sind so toll, weil

1. sie dem Industrie-PC Robustheit verleihen,
2. die Systeme resistent gegen Staub und Feuchtigkeit machen (trifft nur bei passiv gekühlten Systemen zu),
3. weil sie eine passive Kühlung der PCs ermöglichen,
4. weil sie entstandene Wärme im inneren der Computer leichter an die Umgebung abgeben können,
5. weil sie die Systeme langlebiger machen.

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Zen 3 kommt 2020: AMD verrät Details

AMD hat kürzlich erste Details zur Zen-3-Architektur bekanntgegeben. Die neuen Prozessoren sollen eine enorme Leistungssteigerung sowie einen höheren Takt als Zen-2-CPUs bieten. Ermöglicht wird dies durch einen komplett neuen Aufbau des sogenannten Chiplet-Designs. Ein Chiplet, genannt “Compute Cache Die” (CCD), bestand vorher aus zwei Vierkehrn-Clustern, genannt “Compute Core Complex” (CCX). Bei Zen 3 befinden sich nun alle acht Rechenkerne in einem CCD und somit einem CPU-Chiplet. Der Vorteil davon: ein gemeinsamer Level-3-Cache, auf den alle Kerne direkt und gleich schnell zugreifen können.

AMD fertigt Zen 3 im sogenannten 7nm+-Verfahren. Die neuen Prozessoren sollen im zweiten Halbjahr 2020 erscheinen und kompatibel zu den aktuellen Sockeln sein. Parallel wird bereits an Zen 4 (geplant für 2021/2022) und Zen 5 gearbeitet. In welcher Technik diese gefertigt werden, ist noch unklar.

Quellen: heise.de, golem.de, gamestar.de, pcgameshardware.de.

Großer Preisdruck: Intel-CPUs werden günstiger

Intel hat kürzlich neue Prozessoren der Serien Core-X und Xeon vorgestellt. Obwohl diese nach wie vor im 14nm-Verfahren produziert werden, punkten sie mit höheren Basis- und Boost-Taktraten sowie einem schnelleren Arbeitsspeicher. Trotz der Leistungssteigerung kosten die neuen Modelle nur noch halb so viel wie ihre Vorgänger. Intel reagiert hier auf die starke Konkurrenz von AMD und bietet seine Prozessoren nun zu einem ähnlichen Preis wie vergleichbare AMD-CPUs an.

Kurz darauf hat Intel zudem die Preise für die neunte Generation der “F”-CPUs gesenkt. Davon profitiert vor allem der Wettbewerb im High-End-Gaming-Bereich, da die Core-CPUs mit dem Zusatz “F” keine integrierte Grafikeinheit haben und vor allem dort zum Einsatz kommen, wo sowieso eine leistungsstarke Grafikkarte vorhanden ist.

Quellen: pcwelt.de, pcwelt.de.

Erneute Lieferschwierigkeiten: Intels 14-nm-CPUs 

Intels CEO Bob Swan hat bestätigt, dass es erneut zu Lieferschwierigkeiten bei 14-nm-Prozessoren kommt. Die Produktionskapazität wurde gesteigert, jedoch sind die Lagerbestände völlig erschöpft, sodass es bis Ende 2019 knapp bleibt. Zudem läuft es mit der 10-nm-Fertigung eher schleppend und Desktop- sowie Server-CPUs werden wohl weiterhin im 14-nm-Verfahren produziert. Trotzdem kündigt Intel an, 2021 die ersten 7-nm-Prozessoren herstellen zu wollen und Hinweise verdichten sich, dass die 10-nm-Produktion in Kürze auf weitere Modelle ausgeweitet wird

Quellen: gamestar.de, heise.de.

End of life: SQUARE 15 nicht mehr verfügbar

Der Panel-PC SQUARE 15 verabschiedet sich aus dem spo-comm Sortiment und ist ab sofort nicht mehr verfügbar. Noch haben wir keinen Nachfolger parat, aber wir schmieden schon fleißig Pläne und wollen es, soviel sei bereits verraten, nicht nur bei 15 Zoll belassen.

Pssst: Es ist inzwischen 20204 und die SQUAREs sind zurück!

Entdecken Sie die SQUARES

Der DisplayPort wurde von der Video Electronics Standards Association (kurz: VESA) genormt. Es handelt sich dabei um einen lizenzfreien Standard zur digitalen Übertragung von Bild- und Tonsignalen. Definiert wird dabei sowohl das Übertragungsverfahren und dazugehörige Stecker und Kabel, als auch eine Richtlinie für Adapter zu HDMI und DVI. Der Grund für die Entwicklung des DisplayPort war, eine digitale Schnittstelle für höhere Anzeigeauflösungen zu schaffen und so die Vorgänger VGA und DVI abzulösen.

Anwendungen von DisplayPort

Da der DisplayPort im Gegensatz zu VGA und DVI weniger Platz in Anspruch nimmt, ist er perfekt für den Einsatz in Notebooks oder auch unseren Mini-PCs geeignet. Im Gegensatz zum HDMI-Port, welcher hauptsächlich bei TV- und Multimediageräten zum Einsatz kommt, ist der DisplayPort in der Informationstechnologie, also in PCs, Tablets und Monitoren zuhause.

Datenübertragung und Steckerbelegung von DisplayPort

Der DisplayPort funktioniert ähnlich wie PCIe: Es handelt sich dabei um eine serielle, skalierbare Punkt-zu-Punkt-Verbindung, welche sich an die Eigenschaften des Übertragungskanals anpassen kann. Werden die Grafikkarte und der Monitor miteinander verbunden, synchronisieren sie und stellen die Signalpegel zwischen 200 und 600 mV ein.

Dem DisplayPort stehen 4 Kanäle zur Verfügung, ein Bildsignal kann jedoch nur auf einem Kanal übertragen werden, da jeder Pixel nacheinander übermittelt wird. DisplayPort besitzt außerdem einen zusätzlichen AUX-Kanal. Dieser beherbergt zum einen den Display Data Channel (DDC) für die Übertragung der Monitordaten, und zum anderen eine Bandbreite von fast 100 Mbit/s, wodurch Webcams oder Mikrofone mitversorgt werden können. Eine genauere Erläuterung des Übertragungsverfahrens beinhaltet dieser Artikel.

Die Kabelenden des DisplayPort haben den gleichen Stecker und passen aus diesem Grund sowohl in den Ausgang an der Grafikkarte, als auch in den Eingang des Monitors. Eine genaue Liste zur Steckerbelegung befindet sich hier.

Vorteile des DisplayPort: Bis zu 8K-Bildauflösung

Der DisplayPort schafft in puncto Bildauflösung einiges mehr als seine Vorgänger VGA und DVI, denn bei diesen ist bei 1K respektive 2K Schluss. Je nach Version des verwendeten DisplayPort kann eine Bildauflösung von bis zu 1K (DisplayPort 1.1), 4K (DisplayPort 1.2), 5K (DisplayPort 1.3) und mit der neuesten Spezifikation DisplayPort 1.4 sogar 8K erreicht werden.

Der DisplayPort bringt aber noch weitere Vorteile mit sich: Zum einen handelt es sich, wie oben erwähnt, um einen lizenzfreien Standard. Das erspart Herstellern von Kleinserien Gebühren, wie sie beispielsweise bei HDMI anfallen. Zum anderen besitzt der DisplayPort einen kleineren Stecker, bei dem auf eine Verschraubung verzichtet und stattdessen auf eine mechanische Verriegelung gesetzt wird. So kann Platz gespart und der Anschluss auch auf kleinen Geräten eingesetzt werden.

Die Weiterentwicklungen bis DisplayPort 1.4

• DP 1.1 (2007): Die erste finale Version hat eine maximale Übertragungsrate von 8,64 Gb/s, was ausreichend für HDTV und größere Monitore ist. DP 1.1 ist mit HDCP 1.3 kopiergeschützt und führt außerdem das Feature DP++ ein.

• DP 1.2 (2009): Die signifikanteste Änderung ist hier bei der Steigerung der maximalen Datenrate auf 17,28 Gb/s zu sehen. Eine weitere Neuerung ist die Unterstützung von MST (Multi Stream Transport), womit mehrere Monitore nach dem Daisy Chain Prinzip mit nur einem Anschluss verbunden werden können.

• DP 1.3 (2014): Die Datenrate wurde hier erneut erhöht und beträgt jetzt bis zu 25,92 GB/s. Dank MST können jetzt auch mehrere 4K UHD- oder WQXGA-Displays angesteuert werden.

• DP 1.4 (2016): Diese Version enthält keine Steigerung der Datenrate, sondern die Einführung und Updates von Features wie: Display Stream Compression 1.2, bei der der Betrachter keinen visuellen Unterschied zwischen komprimierten und unkomprimierten Bildern erkennen soll, die Vorwärtsfehlerkorrektur, die Übertragungsfehler reduziert, und die Erweiterung der Audiokanäle auf 32.

Neben der normalen Weiterentwicklung von DisplayPort 1.1 bis 1.4 wurden über die Jahre die drei Sonderformen Mini DisplayPort, MyDisplayPort und eDP entwickelt. Mehr Informationen über die Sonderformen sind in diesem Artikel zusammengefasst.

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DVI – Das Digital Video Interface

Die Digital Display Working Group, welche sich unter anderem aus den Unternehmen Intel, Fujitsu und IBM zusammensetzte, ist verantwortlich für die Veröffentlichung des DVI-Anschlusses im Jahr 1999. Das Akronym DVI steht für Digital Video Interface und die Schnittstelle war der erste verbreitete Standard, der Bilder digital zwischen Grafikkarte und Monitor übertragen konnte. Zuvor gab es nur die rein analoge Schnittstelle VGA.

Vorteile von DVI

Wie im vorhergehenden Absatz schon erwähnt, überträgt DVI Bilder digital. Aus diesem Grund ist der Prozess des Umwandelns von analogen in digitale Bilder, wie damals von VGA gewohnt, nicht mehr notwendig und die Bilder können direkt ohne Qualitätsverlust von der Grafikkarte auf den Monitor übertragen werden.

Datenübertragung bei DVI

Für die digitale Datenübertragung nutzt DVI den Standard TMDS. Dieser wandelt die drei Farbkanäle in nur ein serielles, mit drei Kanälen belegtes Signal um. Da die Taktrate auf 165 MHz begrenzt ist, wird eine Auflösung von 1600 x 1200 Pixeln bei 60 Hz erreicht. Für höhere Auflösungen von bis zu 2560 x 1600 Pixeln bei 60 Hz wird auf das Dual-Link-Verfahren gesetzt. Dabei wird ein entsprechendes Dual-Link-Kabel mit mehr Pins verwendet, die Videodaten auf zwei TMDS-Transmitter verteilt und die Taktrate so auf 330 MHz erhöht.

Wie auch andere Kabel, hat DVI eine maximale Leitungslänge. Diese hängt zum einen von der Dämpfung und dem Übersprechen der Verbindungsleitung, und zum anderen von der Qualität der Signalverstärkung ab. Eine Kabellänge von maximal 10 Metern kann deshalb noch optimale Ergebnisse liefern, ist das Kabel länger sollte ein DVI-Verstärker eingesetzt werden.

Arten von DVI

Im Gegensatz zu VGA gibt es für DVI nicht nur eine definierte Pinbelegung. Denn je nach Belegung der Pins, handelt es sich um verschiedene Formen von DVI. Der DVI-Stecker wird in zwei Bereiche unterteilt: Der analoge Teil links mit bis zu 5 Pins und der digitale Bereich rechts mit bis zu 24 Pins. Des Weiteren ist es möglich, das DVI-Kabel am Stecker zu verschrauben, was dafür sorgt, dass sich das Kabel nicht einfach lösen kann.

Die verschiedenen Steckerausführungen zeigt dieses Bild. Diese sind:

• DVI-A: Dieser Anschluss kann nur analoge Signale ausgeben / übertragen und hat 12 + 5 Kontakte. In der Regel wird DVI-A nur als Adapterkabel zu VGA eingesetzt.
• DVI-D: DVI-D-Kabel übertragen nur digitale Signale. Sie haben entweder 18 + 1 Kontakte (Single-Link) für eine Auflösung von 1920 x 1200 Pixeln oder 24 + 1 Kontakte (Dual-Link) für eine Auflösung von 2560 x 1600 @ 60 Hz bzw. 1920 x 1080 @ 144 Hz.
• DVI-I: Überträgt sowohl analoge, als auch digitale Signale. Ein Single-Link-Kabel hat 18 + 5 Kontakte und reicht für die Auflösung 16:10, also 1920 x 1200 Pixel bei 60 Hz. Ein Dual-Link-Kabel verfügt über 24 + 5 Kontakte und hat eine Auflösung von maximal 2560 x 1600 Bildpunkten.

4K mit DVI?

Wie eingangs erwähnt, kann mit DVI eine maximale Auflösung von 2560 x 1600 Pixeln bei 60 Hz erreicht werden. Für höhere Auflösungen wie 4K muss auf den Nachfolger DisplayPort gesetzt werden.

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Im Jahr 1987 führte die Firma IBM den Computergrafik-Standard Video Graphics Array (VGA) ein. Dieser definiert eine bestimmte Kombination aus Bildschirmauflösung, Farbtiefe und Bildwiederholungsfrequenz. Simultan wurde auch der VGA-Anschluss, der seinen Namen dem Computergrafik-Standard verdankt, als Nachfolger des EGA-Anschlusses auf den Markt gebracht.

Der VGA-Anschluss

Der VGA-Anschluss umfasst neben der Spezifikation einer physischen Schnittstelle auch die der dazugehörigen Stecker und Kabel.

Als VGA-Stecker wird ein 15-poliger Mini-Sub-D-Stecker mit drei Anschlussreihen bezeichnet. Welche Funktion diese 15 Pole haben, zeigt diese Liste.

Am Ausgang der Grafikkarte ist VGA immer durch eine Buchse realisiert, der Eingang am Bildschirm kann sowohl eine Buchse, als auch ein Stecker sein, ist aber auf jeden Fall immer verschraubbar. Da in der Regel jedoch eine Buchse verwendet wird, muss ein Verbindungskabel mit zwei Steckern eingesetzt werden. Alternativ finden sich auch Kabel, die auf Bildschirmseite einen BNC-Stecker haben. Diese haben weniger Dämpfung und sind besser abgeschirmt als Standard-VGA-Kabel, daher aber auch teurer.

Übertragungstechnik von VGA

Bei VGA erfolgt die Übertragung durch analoge Signale auf 5 Leitungen, von denen drei für die Übertragung der Grundfarben (RGB), und zwei für die vertikale respektive horizontale Synchronisation zuständig sind. Da die Signale analog zwischen Grafikkarte und Monitor übertragen werden, müssen diese zunächst umgewandelt werden bevor der Monitor sie erkennen und darstellen kann.

Anwendungen von VGA

Bis zum Ende des 20. Jahrhunderts waren die Unterhaltungselektronik und die IT voneinander getrennt. Die Leistungsfähigkeit von Geräten der Consumer Electronic steigerte sich dann jedoch immens, und so verschwanden die Grenzen. Die sogenannten „100 Hz Fernseher“ liegen mit ihrer Zeilenfrequenz von 31,25 Hz sehr nahe an der von VGA-Monitoren. Deshalb entstanden Röhren-TV-Geräte mit VGA-Anschluss, welche jedoch nur die Standardauflösungen von 640 x 400 und 640 x 480 Pixel darstellen konnten. Von vielen Herstellern in der Unterhaltungselektronik wird der VGA-Stecker aber auch zum Ausführen von Firmware-Updates von TV-Geräten verwendet.

Moderne Bildschirme sind mittlerweile auf ein digitales Signal angewiesen, also mindestens auf DVI. Zwar können mittels eines Adapters die analogen in digitale Signale umgewandelt werden, die Bildqualität leidet hierunter jedoch enorm. Aus diesem Grund ist die VGA-Schnittstelle heutzutage beinahe ausgestorben.

VGA und 4K – Geht das?

Der VGA-Anschluss wurde ursprünglich für eine Auflösung bis maximal 640 x 480 Pixeln gemacht. Unter Verwendung von sehr guten Grafikkarten und Monitoren ist jedoch auch eine Auflösung bis in den Full-HD-Bereich mit 1920 x 1080 Bildpunkten unproblematisch. Um Inhalte in 4K-Auflösung darzustellen, reicht der VGA-Anschluss nicht mehr aus, da seine Übertragungsrate zu gering ist.

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Was ist eine Desktop-CPU?

Eine Desktop-CPU wird, wie der Name verrät, üblicherweise in einem Desktop-PC verbaut. Daher spielen Hitzeentwicklung und Stromverbrauch eine geringere Rolle. Denn zum einen ist genügend Platz für Lüfter und kühlenden Luftstrom vorhanden, und zum anderen muss keine Batterielaufzeit berücksichtigt werden, da Desktop-PCs dauerhaft mit einem Netzteil am Strom angeschlossen sind. Im Gegenzug bieten Desktop-Prozessoren eine gute Performance, einen größeren Cache und mehr Turbo.

Intel-Desktop-CPUs

Unter den Intel Celeron und Core-i-Prozessoren (z.B. i3/i5) sind sowohl Mobil- als auch Desktop-CPUs zu finden. Zu erkennen sind diese an dem oder den Buchstaben am Ende der Produktbezeichnung. Dazu gehören zum Beispiel:

• K = Kann übertaktet werden (nach oben offen)
• S = Energieersparnis durch reduzierte Leistung (leistungsoptimiert, “Performance Optimized Lifestyle”), Turbo-Modus wird weniger genutzt
• T = Energieoptimiert (“Power Optimized Lifestyle”) durch reduzierte Ausstattung, oft weniger Kerne als reguläres Modell
• Kein Buchstabe = nicht genauer spezifizierte Desktop-CPU

Eine Erklärung weiterer Buchstaben ist hier zu finden. Eine Erklärung des Aufbaus der Prozessorbezeichnungen findet sich bei Intel.

AMD-Desktop-CPUs

AMD nutzt gänzlich andere Bezeichnungen für seine CPUs bzw. APUs (“Accelerated Processing Unit”, bezeichnet einen Hauptprozessor mit integriertem Koprozessor – in der Regel die GPU – der den Hauptprozessor unterstützt und ihm auch überlegen sein kann.). Die Serien tragen bestimmte Namen, überwiegend existiert von den Desktop-Prozessor-Serien auch eine Mobile Variante, die dann den entsprechenden Namen trägt. Zu den aktuellen AMD Desktop-CPUs gehören:

• AMD Ryzen = Leistungsstarke Prozessoren der sogenannten „Zen-Architektur“ für Gaming und High-End Grafik, vergleichbar mit Intel-Core-i-Prozessoren
• AMD Athlon = Mehrkernprozessoren mit Radeon Vega Grafikeinheit für das Desktop- als auch das mobile Segment
• AMD A-Serie = Prozessoren für Einstiegsnutzer mit Radeon Grafikeinheit
• AMD FX-Serie = Mehrkernprozessoren, für High-End-Bereich gedacht, hohe Übertaktung möglich

Was ist eine Mobil-CPU?

Bei den Mobilprozessoren ist die Effizienz überwiegend wichtiger als die Performance. Die herausstechende Eigenschaft ist dabei ein geringer Stromverbrauch, da beispielsweise Notebooks nicht permanent an der Steckdose angeschlossen sind und daher auch mal nur mit Akku laufen sollen. Zudem haben sie weniger Leistung als Desktop-CPUs, da viel Leistung auch viel Hitze bedeutet, und mobile Geräte nur wenig Platz für Lüfter und Abwärme bieten. Nichtdestotrotz gibt es dank moderner Technik auch Mobilprozessoren, die für 4K-Gaming und andere performante Anwendungen geeignet sind.

Intel-Mobil-CPUs

Zu den Intel-Mobil-Prozessoren gehören zum einen die folgenden Reihen:

• Intel Atom = Reihe von Mikroprozessoren und Ein-Chip-Systemen (engl.: System-on-Chips, SoC) für preisgünstige und energiesparende Systeme (auch in Tablets, Smartphones und Infotainmentsystemen in Autos verwendet)
• Intel Pentium = Reihe von Mikroprozessoren und Ein-Chip-Systemen, leistungsstärker als Atom

Aber auch unter den Celeron und Core-i-CPUs existieren Mobilprozessoren, die unter anderem durch die folgenden Buchstaben gekennzeichnet werden:

• U = “ultra-low power”, bezeichnet CPUs mit abgesenkter Spannung und TDP von ca. 15 W, werden vor allem bei Ultrabooks eingesetzt, bei denen der Stromverbrauch eine große Rolle spielt
• Y = “extremely low power”, ähnlich wie U-Serie, aber TDP von weniger als 13 W
• M = Mobiler Dual-Core
• QM = Mobiler Quad-Core
• HQ = “High performance graphics, quad core”, vor allem für Gaming Laptops, bieten eine gute Performance, TDP um 45W
• HK = “High performance graphics, Unlocked” ähnlich wie HQ, können übertaktet werden

AMD-Mobil-CPUs

Wie bereits erwähnt, haben die meisten AMD Produktserien auch mobile Varianten:

• AMD Ryzen Mobile = Leistungsstarke APUs mit Radeon Vega Grafikeinheit
• AMD Athlon = Mehrkernprozessoren mit Radeon Grafikeinheit
• AMD A-Serie = Für Notebooks, geeignet für Gaming

Welche CPU ist wofür geeignet?

Üblicherweise werden Desktop-CPUs in Desktop-PCs eingebaut, während Mobil-Prozessoren für Notebooks, Ultrabooks und Mini-PCs verwendet werden. Da Desktop-CPUs jedoch immer stromsparender und effektiver werden, finden diese immer öfter auch in Laptops ihren Platz. Wer mehr zu dem Thema wissen möchte, findet bei ChannelPartner einen ausführlichen Artikel. Zudem bieten die Hersteller auch Server- sowie Embedded-CPUs an. Während erstere den Desktop-CPUs ähneln, jedoch noch mehr Leistung bieten, zeichnen sich zweitere vor allem durch ihre Langzeitverfügbarkeit aus.

Mini-PCs mit Desktop-CPU

Aufgrund ihrer Eigenschaften werden in Mini-PCs oft Mobil-CPUs verbaut, die deutlich stromsparender sind und weniger Abwärme entwickeln. Viele Anwendungen benötigen jedoch eine gute Performance, sodass viele spo-comm Mini-PCs mit Desktop-CPUs ausgestattet sind. Dazu gehören die Modelle KUMO V und KUMO Ryzen für High-End Grafik-Anwendungen, die robusten, lüfterlosen Outdoor- und Vehicle-PCs RUGGED GTX1050 Ti und RUGGED Ryzen sowie ein paar Modelle, bei denen die CPU sogar frei wählbar ist: CORE 2, NANO H310 und NOVA Q170.

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Was ist SMA?

Die Abkürzung SMA steht für “SubMiniature Version A” und bezeichnet einen koaxialen Steckverbinder  für Hochfrequenzanwendungen, welcher 1960 entwickelt wurde. Da dieser Steckverbinder verschraubt  wird, ist er mechanisch sehr robust und bietet zudem eine gute elektrische Abschirmung.

Er wird in Mikrowellen  (zur Verbindung der Hochfrequenzkabel, die Mikrowellen übertragen), tragbaren Radios und Mobiltelefonantennen verwendet. In unseren Mini-PCs kommt SMA beim Anschluss von WLAN- oder GPS-Antennen zum Einsatz. Ein SMA-Steckverbinder wird in Frequenzbereichen von 1 GHz bis 18/26,5 GHz angewendet. Ab 27 GHz werden modernere Stecker, sogenannte “Super SMA”, eingesetzt. SSMA (Small SMA) wurde für den Einsatz im Weltraum entwickelt und kann bis 40 GHz verwendet werden.

Wie sieht ein SMA-Stecker aus?

Der SMA-Steckverbinder besteht aus einem Stecker und einer Buchse. Der Stecker ist der SMA-Antennenanschluss, der aus einer Überwurfmutter mit Innengewinde und einem Metallstift als Innenleiter besteht. Das ist in diesem Fall der sogenannte „male“-Anschluss. Am Gehäuse des PCs befindet sich die dazugehörige „female“-SMA-Buchse, mit einem Außengewinde und einer Metallröhre, in die der Stift des Steckers passt.

Was ist RP-SMA?

RP-SMA steht für “Reverse Polarity” (teilweise auch nur als Reverse-SMA oder kurz “R-SMA” bezeichnet). Es wurde entwickelt um zu verhindern, dass unerlaubterweise eine externe Antenne zur Reichweitenerhöhung angeschlossen wird. Bei einem RP-SMA-Steckverbinder ist quasi das Geschlecht vertauscht worden. Der RP-SMA male ist ebenfalls der Stecker mit Überwurfmutter, jedoch hat er die Metallröhre als Innenleiter. Die RP-SMA female-Buchse hat ein Außengewinde und innen den Stift.

Gesteckt sind die beiden nicht zu unterscheiden und auch die Signal-Qualität ist die gleiche. Ein RP-SMA-Stecker passt zwar mechanisch in eine SMA-Buchse, jedoch nicht elektronisch. Eine derartige Verbindung ist daher nicht funktionsfähig. Passen Buchse und Stecker nicht zusammen, können Adapter einfach Abhilfe schaffen, um auch diese Mini-PCs mit Antennen auszustatten.

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USB 4 und seine Kompatibilität mit Thunderbolt 3

Schon im März 2019 kündigte die USB Promoter Group USB 4 an. Gut ein halbes Jahr später, am 03. September wurde die endgültige Spezifikation endlich veröffentlicht. Laut Pressemitteilung vom USB-IF ergänzt dieses Update die existierenden USB 3.2 und USB 2.0 zu einer USB-Architektur der „nächsten Generation“.

Da USB 4 auf Intels Thunderbolt-Protokoll-Spezifikation basiert, werden zum einen die Bandbreite verdoppelt und so 40 Gb/s ermöglicht, und zum anderen können mehrere Daten- und Anzeigeprotokolle simultan verarbeitet werden. Die USB Typ-C-Buchse, welche sich seit ihrer Markteinführung als externer Display-Ausgang von Host-Geräten etabliert hat, bleibt auch bei USB 4 bestehen. So weit, so gut. Doch nun der große Nachteil: Hersteller sind nicht dazu verpflichtet, die Funktionalität von Thunderbolt 3 in ihre USB-4-Spezifikation zu implementieren. Kurz gesagt: USB-4-fähige Geräte sind nicht zwingend mit Thunderbolt 3 kompatibel. Da nicht alle USB-Geräte die versprochenen 40 Gb/s erreichen können, müssen USB-4-Geräte gegebenenfalls ihre Geschwindigkeit senken, um sich an die Hardware anzupassen. USB 4 wird in Geschwindigkeiten von 10, 20 und 40 Gb/s verfügbar sein – wobei man davon ausgehen kann, günstige und kleine Geräte nur mit den niedrigen Geschwindigkeiten zu finden.

heise.de erläutert in deren Artikel außerdem den zugrundeliegenden Hub von USB 4. Mehr zur intelligenten Bandbreitenteilung und der Stromversorgung von USB 4 kann in diesem Artikel nachgelesen werden.

Die veröffentlichen Spezifikationen können bereits auf der Website des USB-IF heruntergeladen werden. Bis es Produkte mit USB 4 auf dem Markt zu kaufen gibt, wird es wohl noch bis Ende 2020 dauern.

Nervana NNP-T und NNP-I: Intels KI-Prozessoren

Das Thema Künstliche Intelligenz wird größer und größer, das ist kein Geheimnis. Um die Nachfrage nach Spezial-Chips in diesem Segment zu bedienen, hat Intel auf der Konferenz Hot Chips HC31 Ende August die Nervana-Prozessoren vorgestellt. Mit diesen tritt der Chip-Konzern in Konkurrenz zu Googles Tensor-Prozessoren, Nvidias NVDLA und Amazons AWL-Inferentia-Chips.

Die Prozessorkombination aus den Chips NNP-T und NNP-I ist vor allem für den Bereich des Machine Learning gedacht. NNP steht hierbei für Nervana Neural Processor, die Chips sind aber auch unter den Codenamen „Spring Crest“ und “Spring Hill” bekannt. In geschlossener Anwendungsumgebung kommen sie komplementär zum Einsatz: Der NNP-T-Chip ist für das Training eines KI-Modells mit Big Data gedacht, der NNP-I-Chip übernimmt das Inferencing, also das Implementieren der Trainingsergebnisse in den KI-Workflow. Gefertigt werden die SoC in Intels hauseigenem 10-nm-Verfahren, NNP-T im 16-nm-Verfahren.

Mit der Einführung von Nervana werden die Xeon-CPUs, die bisher für KI-Aufgaben zuständig waren, abgelöst. Diese bieten zwar nach wie vor genug Leistung, sind aber weniger effektiv und effizient als Nervana.

Quellen: t3n, heise

Marktanteil von AMD wächst, Ryzen Preise sinken

Schon in unseren letzten News haben wir von den aktuellen Geschäftszahlen von AMD berichtet. Im zweiten Quartal 2019 vermerkten sowohl AMD als auch Nvidia einen geringeren Absatz von Grafikkarten für Desktop-PCs, Workstations und Server – Nvidia jedoch deutlich mehr als AMD. So gelang es AMD, seinen Marktanteil von 22,7 auf 32,1 Prozent zu steigern.

Unter Betrachtung des gesamten GPU-Marktes, der in Prozessoren integrierte Grafikeinheiten einschließt, bleibt Intel mit 66,9 Prozent Marktanteil weiterhin der Spitzenreiter. Aber AMD punktet auch hier: Im Gegensatz zu Intel und Nvidia, schaffte es der Konzern als einziger, seine Auslieferungen zu steigern und so den Marktanteil auf 17,2 Prozent zu erhöhen.

Quelle: heise, winfuture

Nicht zuletzt liegt AMDs Erfolg an den erfolgreichen Ryzen APUs. Die Prozessoren der Reihe Ryzen 3000 verzeichnen bereits jetzt, nur zwei Monate nach Verkaufsstart, starke Preissenkungen. Die größten vermessen die Modelle Ryzen 7 3800X und Ryzen 5 3600X, deren Preis-Leistungs-Verhältnis bisher als schlecht galt. Einen Preisverlauf des Ryzen 7 3800X findet ihr auf giga.de.

Quelle: heise

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