Kaufberatung Messrechner für PIV-Hochgeschwindigkeitsaufnahmen

Kesselteufel

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Hallo zusammen,

ich stelle momentan die Konfiguration für einen Messrechner zusammen. An den Rechner wird eine Hochgeschwindigkeitskamera angeschlossen, die in Echtzeit 50 fps @ 5,5 Megapixel auf den Rechner streamt. Angebunden wird diese über eine PCIe x4 Karte.

Die Bilder müssen entsprechend direkt wegggespeichert werden, hierzu empfiehlt der Hersteller folgende Konfiguration:

Intel DX79SI LGA2011 ATX, mit mindestens 12Gb an RAM Speicher. Die Festplatte soll auch entsprechend schnell sein um die Daten direkt von die Kamera auf die Festplatte zu schreiben.

• Win7 64bit Professional
• 1x Intel i7 processor 3GHz
• 12 GB RAM
• nvidia mid range graphics card
• 1x HD (SATA) for OS (>=250GB)
• 2xHD (SATA) a 1TB SATA (as Raid 0)
* 24" Bildschirm

Auf dem Rechner soll eine PIV-Auswertungssoftware laufen, laut Hersteller skaliert diese vor allem mit der Prozessorleistung.

Unser Budget beträgt 1500,- Euro.

Da ich leider nicht mehr so in der Materie drinstecke, benötige ich eure Hilfe...Danke im Voraus
 
M

Mumpitzelchen

Gast
Wieviel Platz brauchen die Bilddaten? Statt 2xHD RAID0 könntest du auch eine SSD nehmen, hat halt weniger Platz.
Was du willst ist ein i7-3930k mit einem (beliebigen, nicht nur Intel), X79 Board. RAM 4x4GB DDR3-1600, als Festplatten 2 x Seagate 7200.14
Wofür nutzt die Software die Grafikkarte daß eine nvidia Midrange gebraucht wird? Nutzt die Software CUDA?
 

fandre

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Es muss kein i7 sein. Ein entsprechend schneller i5 würde ausreichen und es sollte eine ausreichend schnelle SSD statt eines RAID0-Systems zur Aufzeichnung verwendet werden.

Ein Bildschirm mit mehr als FullHD-Lösung wäre auch gut.
 

computerbase107

Commodore
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Vielleicht 2xSSD im Raid 0 zur Erstspeicherung und anschließend auf die HDD entgültig abspeichern zur Sicherstellung der "Just in Time" Abspeicherung.
 

LinuxMcBook

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Wie groß sind die einzelnen Bilder? 5 MP? Sollten so ca. 3 MB sein. Und das 50 mal pro Minute?
Eine einzelne HDD packt das nicht, bei RAID 0 auch nur, wenn der Controller vernünftig ist.
 
M

Mumpitzelchen

Gast
150MB/s ist grade das was die Seagate Platten in der langsamsten Zone erreichen.
 

[SM]Valen

Ensign
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Ich kenne mich mit der Materie aus. 50Hz@5,5MP bei 8bit-Graustufen Aufnahmen sind in etwa 400 MB/s.
Ich weiß ja nicht welches Interface bei eurer Kamera verwendet wird, aber 400 MB/s netto ist für eine Kamera schon sensationell.

Bei der Herkömmlichen PIV mit Doppelbelichtung ist ein direktes Streamen auf dem Messrechner möglich, in der Regel wird hierfür aber eine RAM-Disk verwendet.

Frage nochmal beim Hersteller nach, weil in der Regel speichern CMOS-Hochgeschwindigkeitskameras auf integrierten RAM und übertragen die Daten nach der Aufnahme ganz gemütlich per Gigabit-Netzwerk auf den Rechner.
 

Tresenschlampe

Captain
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LinuxMcBook

Banned
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1Hz

Commander
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2x Western Digital VelociRaptor 1000GB im RAID0
Ergänzung ()

Die Frage ist auch, ob die Daten auf den Laufwerken liegen bleiben sollen. Wenn nicht - wenn also nur temporäre Lagerung, wären AV-Platten (digitale Sicherheit) wahrscheinlich sehr gut geeignet - die sind auf Videoaufzeichnung optimiert und dabei sehr schnell - ich weiß aber nicht, wie die auf so große Datenströme reagieren würden. Allerdings sind die auch für viele parallele Streams gedacht, was dem ja nahe kommt. Im Weiteren gilt, je größer eine Festplatte, desto schneller. Würde es sich als zu langsam herausstellen, könnte jederzeit eine dritte Festplatte in den RAID0 mit aufgenommen werden.
Ergänzung ()

50Hz@5,5MP bei 8bit-Graustufen Aufnahmen sind in etwa 400 MB/s.
Ich weiß ja nicht welches Interface bei eurer Kamera verwendet wird, aber 400 MB/s netto ist für eine Kamera schon sensationell.
Wenn das stimmen würde, würde SATAII als Schnittstelle nicht mehr reichen. Dann müsste das an SATAIII (womit nur 2 Festplatten gehen) oder an einen zusätzlichen Controller.

eSATAIII wäre dann auch ein Ansatz - oder Thunderbolt.

Das Herstellerempfohlene Intel DX79SI hat beides nicht. Nur FireWire, wobei ... es könnte natürlich auch sein, dass zum Lieferumfang der Kamera eine Schnittstellenkarte gehört. Aber ...

Bei der Herkömmlichen PIV mit Doppelbelichtung ist ein direktes Streamen auf dem Messrechner möglich, in der Regel wird hierfür aber eine RAM-Disk verwendet.
Frage nochmal beim Hersteller nach, weil in der Regel speichern CMOS-Hochgeschwindigkeitskameras auf integrierten RAM und übertragen die Daten nach der Aufnahme ganz gemütlich per Gigabit-Netzwerk auf den Rechner.
Das herstelleremfohlene Intel-Board mit "Dual Gigabit Intel® (10/100/1000 Mbits/sec) LAN subsystem using two Intel® Gigabit Ethernet Controllers" macht dann auch um so mehr Sinn. Zum einen zwei, zum anderen schnell (Intel-Chip).

Also stimmt wahrscheinlich das mit dem Zwischenspeichern. Und damit wären die Anforderungen an die Festplattenperformance wieder egalisiert, es sei denn - und so ist es wahrscheinlich - dass die Auswertungssoftware diese Performance benötigt. Es könnte aber sein, dass eine VelociRaptor oder die 3TB AV-Platte bereits reichen würde. Die Performance hier liegt im Bereich des RAID0 aus herkömmlichen (älteren) 1TB 7.200rpm-(Standard)Platten.

Hmm - sieht nicht schlecht aus ;-)

Die Angaben des Herstellers (12 GB RAM) weisen auf 1366 als Basis hin. Ein IvyBridge i7 (1155) könnte tatsächlich gute Dienste leisten - wobei der 6-Kerner (2011) sich wahrscheinlich entsprechend besser macht und das voll skaliert. Somit steigen aber für den 6-Kerner auch wieder die Anforderungen an die Festplattenperformance.

Da die Angaben des Herstellers sich auf eine ältere Generation beziehen, wäre "nvidia mid range graphics card" jetzt eine 650ti - mit dem 6-Kerner in Verbindung vielleicht doch besser die 660.

Es gibt also eine eher kostengünstige Variante (i7/Xeon, Z77, eine 3TB AV-Platte, GeForce GTX 650 Ti), die den Leistungsanforderungen des Herstellers entspricht, und eine, die deutlich performanter ist (DX79SI, i7-3930K, GeForce GTX660, VelociRaptor, ggf 2 als RAID0, oder WD-AV, ggf auch 2 im RAID0).

Oder eine SSD - da die Lesegeschwindigkeit ausschlaggebend wäre, bräuchte es keine Pro. Eine einfache Samsung SSD 840 Series 500GB, wenn der Platz reicht.

Da wäre dann noch die Entscheidung zu treffen, ob OC gewünscht ist. Oder alternativ, ob die Auswertungen Sicherheitssensibel sind - das könnte ein Grund sein, ECC mit einzubeziehen. Weder ECC noch OC muss, beides zusammen geht nicht.

Erst mal diese Entscheidungen - dann kann man zu der konkreten Konfiguration kommen. Wäre noch Speicherplatz vonnöten, um die Daten zu archivieren und zu sichern?
 
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Kesselteufel

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Hallo zusammen,


erstmal vorneweg, ich bin begeistert wie viele Leute sich hier um meine Frage kümmern, vielen Dank.


In der Kamera-Anleitung wird darauf verwiesen, dass eine Nvidia-CUDA-Karte sinnvoll ist.

Zur PC-Konfiguration schreibt der Kamerahersteller:

Real-time Recording to Computer

The pco.edge sCMOS camera uses this option. For this purpose, the interface must be capable of transmitting data at the required speed. Interfaces such as GigE, USB 3.0 and Camera Link are not fast enough to transmit this data, which is delivered by the largest sCMOS image sensor. Nevertheless, there is a sophisticated solution that uses the Camera Link
interface, which is integrated into the pco.edge camera. It is a fact of nature that light, itself, has its own noise component called “photon or shot noise”, which increases with light signal. In this approach, no compression is made in small signals, while for large signals a suitable compression is applied. Since the introduced compression error is always smaller than the
photon noise induced error, it is not seen and a so called “visual lossless” compression has been performed.
It can be shown that this is possible without any significant loss of information. Therefore, the calculation for the pco.edge camera at full speed and full frame has to be re-written:

[2560 * 2160 (pixel in 1 frame) * 1.5 Byte (= 12bit dynamic)] * 100 [frames/s] = 0.829 GB/s
The Camera Link interface can transmit this in real-time. In the future, recently-introduced machine vision interfaces including CoaXPress and Camera Link HS are capable of transmitting sCMOS image data without
any compression. A network type interface, 10GigE, is similar with respect to hardware to Camera Link HS, but incorporates all of the known GigE advantages and disadvantages. Here, the usual protocols are not favorable
for image data transmission, and any network traffic can dramatically reduce available transmission speed. The real-time data transmission into the computer allows for a variety of applications, since it is free
from camera memory limitations. Image data can be stored directly in the computer’s random access memory (RAM) up to more than 64 gigabyte. With an appropriate RAID system, the data can be stored directly to hard disks and there is no delay involved.

As the memory is software-controlled in both options, it does not matter how the data are stored. The memory can be organized for ring buffer or FIFO recording, or for a specified number of images like a “burst” mode. The pco.edge camera enables all of these possibilities with the integrated dynamic link libraries and proprietary pco.camware application software. This allows the customer to select the memory structure and organization that is optimized for the application at hand.

Recommendations

In the following you can find two exemplary systems for RAID and RAM storage options that have been successfully tested by PCO for high performance.

RAID:

11x Seagate 2TB Constellation ES.2 SATA 6Gb/s
16 GB DDR3 RAM
LSI MegaRAID SAS 9280 16+4 Port 6Gb/s PCI 2.0 x8
Intel® DX79SI motherboard
Intel® Core™ i7-3820 processor 3.6 GHz
500 GB Western Digital RE4 64MB
GeForce GTS 640 2GB (NVIDIA CUDA)
Windows 7 Professional 64 bit

RAM:

64 GB DDR3 RAM
Intel® DX79SI motherboard
Intel® Core™ i7-3820 processor 3.6 GHz
GeForce GTS 640 2GB (NVIDIA CUDA)
500 GB Western Digital RE4 64MB
Windows 7 Professional 64 bit


ASUS mainboards seem to fail generally during the HS-mode test (see appendix A9) and are not recommended. Other appropriate mainboards, tested at PCO:

Intel Siler X79
Intel DX58SO2
Gigabyte GA-X58A-UD3R
Supermicro X8DTH-iF (S5520 chipset)


Soviel dazu...

Der PIV-Hersteller teilte mir noch Folgendes mit:

Die Kamera wird über eine Camlink-Karte angeschlossen (siehe PCO-Manual), die beiliegt (dual, full, 10 taps).

Die Software kann maximal 8 Prozessorkerne benutzen (wobei hier nicht zwischen physikalischen und virtuellen (HT) unterschieden wird). Allerdings soll der Rechner nach Möglichkeit auch die generelle Steuerung anderer Messtechnik übernehmen (LabView) sodass zusätzliche Cores sicherlich nicht schaden.

Dauerhaftes Storage soll nicht auf dem Rechner stattfinden, da die Daten auf einem Netzwerkserver gesichert werden.



Die sCMOS Kamera hat keinen internen Speicher. Die Daten werden direkt über Camlink in den RAM Speicher des PC übertragen.
Die Daten können dann auch gleichzeitig auf die Festplatte des Rechners geschrieben werden, so dass die Aufnahmezeit begrenzt ist durch die Größe und Geschwindigkeit der Festplatte und teilweise auch der RAM Speicher.

Wir bauen meistens Rechner auf mit 12Gb RAM Speicher und einem RAID Controller mit mehreren Tb. Mit so einem Aufbau können wir ohne Probleme 1000 Bilder aufnehmen mit 50Hz. Also 20 Sekunden mit voller Auflösung. In PIV Modus sind es dann 500 Doppelbilder mit 25Hz.
 
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Tresenschlampe

Captain
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Mit den Angaben sind 1500€ alles andere als die Welt... sollen in diese 1500€ auch die Win7 Version?

Naja, so sollte das System wohl im Idealfall aussehen:
2 x Western Digital AV-GP 3000GB, SATA II (WD30EURS)
1 x Samsung SSD 840 Pro Series 256GB, 2.5", SATA 6Gb/s (MZ-7PD256BW)
1 x Intel Core i7-3930K, 6x 3.20GHz, boxed (BX80619I73930K)
4 x Corsair Vengeance Low Profile schwarz DIMM Kit 16GB PC3-12800U CL9-9-9-24 (DDR3-1600)
1 x MSI N660-TF-2GD5/OC Twin Frozr III, GeForce GTX 660, 2GB GDDR5, 2x DVI, HDMI, DisplayPort (V287-001R)
1 x Gigabyte GA-X79-UP4, X79 (quad PC3-10667U DDR3)
1 x LG Electronics GH24NS95 schwarz, SATA, bulk (GH24NS95.AUAA10B)
1 x Thermalright HR-02 Macho Rev. A (BW)
1 x BitFenix Shinobi schwarz (BFC-SNB-150-KKN1-RP)
1 x be quiet! Straight Power E9 450W ATX 2.3 (E9-450W/BN191)

Das hätte aber zur folge das die kosten des Systems auf 1842,16€ (Hardwareversand) steigen würden und das ohne Windows.
Wobei Win7 Pro bekommt man NEU als Dell etc. OEM bei ebay für 36€

Ich werde den "Ideal" Entwurf mal versuchen ins Budget zu drücken... Alternativ, wäre es evtl. auch im Intresse des Kunden mit Ihm Rücksprache zu halten und die Vorteile eine 350€ teuren Version dazulegen! Zu diesen Gehören...

- Hochwertige Stromversorgung mit diversen Schutzschaltungen und verlängerter Garantie
- Neuartiges 2011 Mainboard eines der führenden MB Herstellers mit neuster und ausgezeichneter UD5 (Haltbarkeit) Technik.
- 64Gb hochleistungs Arbeitsspeicher um die beste Grundlage für eine lange und fehlerfrei Aufnahme zu garantieren
- 6Tb (2x3Tb) Raid0 HDD's welche einen 24/7 Betrieb erlauben, für DVR optimiert sind und eine möglichst lange Aufnahme erlauben
- Hochwertiges und verwindungssteifes Gehäuse
- Verwendung der schnellsten SATA SSD mit AES Verschlüsselung
- Ebenfalls liefert die zurzeit leistungsstärkste (nicht Extrem) CPU bis zu 12 Threads bzw. 6 Kernen mehr als 4Ghz Leistung pro Kern
- Der optimierte CPU Kühler erlaubt eine gewisse (Vcore nicht hoch, nur den Multi bis es instabil wird) Leistungssteigerung der CPU wobei diese leiser und besser gekühlt wird und das der Belastung dieser entgegenwirkt
- Die Grafikkarte ist wie von Hersteller empfohlen eine Nvidia aus dem Mid-Range Bereich und sollte eine entsprechende Leistung bereitstellen. Desweiteren wurde bei diesem Model der Kühler optimiert, was der Leistung, Lautstärke und technischen Entlastung zur gute kommt.

- Mit der größte Vorteil ist aber das, das System vollbestückt ist und weitere Upgrades, weder vonnöten noch teilweise möglich sind... (Speicher sind alle Bänke belegt)
 
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1Hz

Commander
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Hab ich was überlesen oder nicht verstanden? Was für eine Schnittstelle wird genutzt, um die Daten in den PC zu bekommen? Liegt da eine PCIe-Karte bei, braucht es einen zusätzlichen 10GBase-T-Karte ... hab einen langen Tag hinter mir, steig da gerade nicht so ganz durch. Und wie viel Speichervolumen wird für den RAID benötigt bzw. gewünscht?
Ergänzung ()

so was in der Art?
http://www.google.de/imgres?q=Camera+Link+HS&um=1&hl=de&sa=N&tbo=d&biw=1536&bih=757&tbm=isch&tbnid=ZUgj3C7mVEI9MM:&imgrefurl=http://www.directindustry.de/prod/dalsa/cameralink-frame-grabber-25439-545028.html&docid=0_waiNc_ztLRmM&imgurl=http://img.directindustry.de/images_di/photo-g/cameralink-frame-grabber-25439-2404165.jpg&w=300&h=267&ei=dQAUUeyzFYbKsgaahIGYAg&zoom=1&iact=hc&vpx=976&vpy=351&dur=358&hovh=212&hovw=239&tx=128&ty=121&sig=109371759974018938918&page=1&tbnh=156&tbnw=173&start=0&ndsp=35&ved=1t:429,r:32,s:0,i:185
 
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