Am Rande des Abgrunds ist der Rückschritt ein Fortschritt
                                                              Gerhard Uhlenbruck

Speed Altium Designer CPU / Grafik / RAM

Mein Altium Designer ist zu langsam - eine Aussage die jedem bekannt ist. Aber welche Hardwarekomponenten sind entscheidend, um den PC und damit Altium Designer zu beschleunigen. Die Entscheidungen sind schwer zu treffen, denn keiner wird sich einen Stapel Grafikkarten kaufen, um zu testen welche die am besten geeignete für diese Anwendung ist. Auf den nachfolgenden Seiten beschreibe ich meine Erfahrungen bei der PC Aufrüstung und Erweiterung. Beginnen möchte ich aber zunächst mit einer Zusammenfassung:

Prozessor CPU

Der Prozessor ist die treibende Kraft im PC. Im Hinblick darauf, dass eine CPU später nur schwer aufzurüsten ist, ist Kosten­sparen der falsche Ansatz. Intel® Core Prozessoren der i5 oder i7 Reihe mit einem hohen CPU Takt sollten es für flüssiges Arbeiten mit Altium Designer sein. Prozessoren dieser Reihe bieten gegenüber der i3 Serie einen Turbo Mode, der unbenutzte Prozessor­kerne stilllegt und dafür die verbleibenden Cores um bis zu 20% höher Taktet. Altium Designer beansprucht weiterhin nur einen Prozessor­kern, so dass dieser Vorteil besonders zum Tragen kommt. Ob zwei, vier oder acht CPU Kerne ist daher weniger von Bedeutung. Entscheidend ist die Taktrate! Mehr Prozessor­takt bedeutet immer auch flüssigeres Arbeiten.

Von Vorteil ist auch ein größerer Zwischen­speicher im Prozessor­kern. Pro Kern besitzen die Intel® Prozessoren einen L1-Cache für Daten und Befehle dem noch ein zweiter L2-Cache nach­geschaltet ist. Die Speicherzugriffe aller Kerne werden in einem weiteren L3-Cache zwischen­gespeichert. Dieser letzte Zwischen­speicher wird auch als Last Level Cache (LLC) bezeichnet und ist entscheidend ob Prozesse direkt auf dem Chip verarbeitet werden können, oder auf den Externen Arbeits­speicher zugegriffen werden muss. Ein größerer L-3 Cache erhöht die "Hitrate" bei Anfragen an den L3-Cache und bietet damit auch hohe Performance.

Die Prozessornummern der Prozessoren geben Auskunft über die Generation der CPU. Mittlerweile wird die ¸6th´ Prozessor Generation angeboten. Die Prozessor Generation wird in der ersten Ziffer der vier­stelligen Zahlenfolge mit der die Prozessor­modelle unter­schieden werden gekennzeichnet. Die aktuelleren Generationen bieten dabei über eine bessere Architektur auch eine schnellere Abarbeitung der Befehls­ketten. Innerhalb einer Prozessor­reihe steht mittlerweile eine größere Zahl verschiedener Leistungs­merkmale zur Auswahl. In den Ausgaben der Computer Zeitschrift CHIP befindet sich ein Vergleich der aktuellen Prozessoren. Die implementierte "Processor Graphics Energie" ist weniger von Bedeutung da ohnehin eine leistungs­fähige Grafik­karte vorhanden sein muss.

Grafik Karte GPU

Grafiken-Karten sind neben der CPU das kritische Hardware­element mit einer großen Auswirkung auf die Schnellig­keit wie auch auf die Systemen Stabilität. Mit einer hohen grafischen Rechen­leistung wird das Arbeiten mit Altium Designer flüssiger und stabiler, insbesondere wenn mehrere Monitore mit hoher Auflösung betrieben werden.

Worauf ist beim Grafikkarten Kauf zu achten?

Altium Designer erfordert lediglich DirectX 9, mit Shader Model 3.
Diesen -minimal- Anforderungen genügen bereits einfache Grafik Karten, ebenso wie die auf einer i7-CPU bereits integrierte HD-Grafik. Zur Schalt­bild­eingabe oder PCB Kontrolle ist eine einfache Office Grafik daher durchaus ausreichend.

Für das PCB Design ist aber eine "Gamer" Grafik im 250€ Preissegment unerlässlich. Spezielle MCAD Grafik Karten haben nach meiner Einschätzung für Altium Designer keinen zusätzlichen Nutzen.
Beim Desktop PC kann die Grafik später noch problemlos ausgetauscht werden. Bei Laptops ist die Leistung ohne hin geringer und ein Austausch ist meist nicht mehr möglich. Deshalb sollte hier in jedem Fall die obere Klasse angestrebt werden. Die Karte sollte einen hohen GPU Takt und einen breiten Datenbus für die Grafiks­peicher Anbindung haben.

Altium Designer nutzt die GPU auch im 2D Mode, beispielsweise bei der Berechnung von Polygon­flächen und beim CU Highlight. Eine nieder performante GPU führt zur Mehr­be­lastung der CPU, dadurch gerät die Arbeit ins Stocken und die Laune in den Keller.
... UND, meist vergessen - regelmäßig die Treiber aktualisieren hilft das Potential der Grafik­karte voll auszuschöpfen.

RAM

Arbeitsspeicher ist für den Betrieb unerlässlich. Ältere 32-Bit-Windows Systeme können nur maximal 3,2GB (4GB abzüglich I/O und Grafik Bereich) RAM verwalten. Aktuelle 64-Bit-Windows Systeme können bis zu 192GB RAM (16 GB in der Home Edition) adressieren.

Aber für 32-Bit Programme wie es Altium Designer leider immer noch ist, gilt auch unter 64-Bit Windows eine Grenze von max. 2GB nutzbaren Arbeits­speicher je Programm.

Im Alltagsgebrauch sind immer mehrere Programme gleichzeitig geöffnet. Nach meiner Einschätzung ist daher der Speicherausbau auf 8GB dennoch angeraten. Werden neben Altium Designer noch weitere anspruchsvolle ECAD/MCAD Programme benutzt, können auch 16GB und mehr von Vorteil sein.

Bei der Nutzung von Altium Designer alleine habe ich keine Verbesserung bei einer Speicher­erweiterung über 8GB festgestellt. Den Test habe ich auf der Seite: Vergleich Altium Designer 8GB / 16GB. Ein Leistungssprung bei der Aufrüstung auf 16GB ist nur gegeben wenn Programme wie beispielsweise eine RamDisk diesen nutzen, oder aber viele Speicher­hungrige Programme parallel zu Altium Designer genutzt werden.

SSD / HD

Der Umstieg auf eine SSD bringt deutlich mehr Tempo und macht Laune. Auch wenn die Verbesserungen beim Start und Speichern von komplexen Programm­paketen wie Altium Designer sehr gering sind. Der Windows Systemstart, das Wechseln zwischen Programmen und die allgemeinen Lese- und Schreib­prozesse flutschen.

Im Mobilen Betrieb kommen die höhere Robustheit und die erhöhte Datensicherheit hinzu. Auch ohne Verschlüsselung sind SSDs über die Algorithmen der Controller zur Speicher­verwaltung verschlüsselt. Spezialisierte Datenretter sind, auch wenn die Daten der einzelnen Speicherchips vollständig ausgelesen werden können, mit der Wiederherstellung des Datenpuzzles länger als bei einer klassische Festplatte beschäftigt. Diese Ausführungen auch als Warnung, bei einer SSD ausreichend Datensicherung zu betreiben. Bei mir lies sich ein Password geschütztes SSD Betriebssystem ohne erkennbaren Grund nicht mehr entsperren. Laut Support sei das ungewöhnlich, könnte aber wenn auch selten vorkommen ... ohne ausreichende Daten­sicherung wären die Folgen aber fatal gewesen.

Wenn mehrere Laufwerke vorhanden sind so ist das Laufwerk welches die Windows System­partition enthält die richtige Wahl für den Ersatz durch eine SSD. Die Datenzugriffe auf das Laufwerk welches die Projekt­daten enthält sind im Verhältnis dazu sehr gering, so dass hier eine SSD auch nur wenig Wirkung entfalten kann.