Thema gesucht: Hardware Präsintationsprüfung-MSA

[AMDUSEF]

Hi Leute,
ich bin schon seit geraumer Zeit nach einem Thema für meine MSA-Präsintationprüfung auf der Suche. Als Prüfungsfach habe ich Physik mit Informatik in der 10. Klasse (Gymnasium).

Am leibsten wollte ich etwas mit Hardware machen (Undervolting - Energiesparen und daraus muss ich eine Problemfrage formulieren die ich halbwegs professionell beantworte)

Bsp.: Wie viele Atomkraftwerke kann man abschalten wenn man jeden Server in Deutschland Untervolten würde?

vlt. habt ihr noch andere interessante Themen die mit Hardware zu tun haben?

Achso und falls es wichtig ist: Mit Computern kenn ich mich relativ gut aus. Also etwas auseinandernehmen und wieder zsm. ist kein Problem. Meine Rechner baue ich auch selbst zusammen, ganau so wie Ocen und Untervolting ist kein Thema.

Ich würde mich freuen über eure Einfälle!!!
Ihr hbt mir schon sehr oft geholfen

MFG AMDUSEF

 

[andy_0]

Das Beispiel "Wie viele Atomkraftwerke kann man abschalten wenn man jeden Server in Deutschland Untervolten würde?" hat ein Problem. Du gehst davon aus, dass jeder Prozessor sich auf einen definierten Wert undervolten lässt. Dies ist aber nicht der Fall. Jeder Prozessor hat sein eigenes Limit. Es hat seinen Grund, warum die Hersteller die Standardspannung auf den Wert Y festlegen.

Dazu stellt sich die Frage: Wieso ausgerechnet Atomkraftwerke? Wie wäre es mit Kohlekraftwerke? Immerhin sind das die Kraftwerke, die man in letzter Zeit wieder "in Massen" dazuschaltet. Von naturschonend kann man da nicht sprechen und CO und CO2 einfach unter die Erde zu pumpen ist weder langfristig eine Lösung noch wirklich durchführbar.

Ich finde den Ansatz bzgl. Energieverbrauch schon ganz gut. Wie wäre es mit der Frage "Wie viel Energie lässt sich sparen, wenn man die in Deutschland betriebenen Serverfarmen (oder Personal Computers, ...) mit einer ARM anstatt x86 Architektur betreiben würde".

Für diese Frage müsstest du erst analysieren wie viele ARM CPUs du für x86 Prozessoren benötigst und anschließend deren jeweiligen Energiebedarf berechnen.

Alternativ könnte man auf die Kühlung der Systeme eingehen und sich überlegen wie viel Energie man für die Kühlung einsparen kann, wenn man sie anders kühlen würde (siehe SuperMUC und Warmwasserkühlung (http://www.presseportal.de/pm/75627...mwasserkuehlung-verbraucht-40-weniger-energie)).

 

[SothaSil]

ich weiß zwar nicht was genau das für ne prüfung ist, aber ich nehm an in der zehnten klasse musst das nicht gleich so weittragend relvant machen und direkt auf akws zuführen o.ä. .

ich würd das eher so formulieren: a la "Undervolting - brauchen Computer/Prozessoren mehr Strom als nötig?".
dann kannst dich auf dein thema konzentrieren und auf heimpc konzentrieren anstatt dich auf server zu beziehen, wo doch ein paar andre sachen noch wichtig sind.

 

[AMDUSEF]

@ andy_0:
Ich habe es auch einfach mal als ein Beispiel gesehen. Große gedanken bei der Formulierung habe ich mir da nicht gemacht. Mit den AKWs ist mit eingefallen da zur Zeit, Deutschland ja den AQtomausstieg fordert. Die Sache mit dem Untervolting wusste ich. ARM-CPUs habe ich nicht in betracht gezogen weil meineswissens (ich lasse mich gerne eines besseren belehren) kaum einer solche CPUs hat. Aber im Ansatz finde ich deine Gedanken echt gut!
Deine Gedanken mit Kühlung wären auch eine Idee, aber kann man durch eine gute Kühlung Energie sparen? Ich meine Lüfter,Pumpen usw. wollen ja auch mit Strom versorgt werden.


@SothaSil: das mi dem auf den HeimPc zu beziehen wäre natürlich auch eine Idee.
deine Fragestellung finde ich auch sehr gut.

 

[shrek456]

(...) ARM-CPUs habe ich nicht in betracht gezogen weil meineswissens (ich lasse mich gerne eines besseren belehren) kaum einer solche CPUs hat. (...)

Kann man so nicht sagen, HP, Dell und AMD und einige andere arbeiten schon an einer Integration von ARM-Prozessoren in das Server Segment, siehe

hier <---- nur kleine Infos

hier <--- AMD

hier <--- HP

und hier <---Dell

Genug Informationen zu diesem Thema solltest du im Internet finden, ob es dazu auch schon "normale" Bücher gibt weiß ich nicht, da müsstest du dich einfach mal umschauen.

 

[andy_0]

Man kann mit Kühlung Energie sparen. Natürlich nur die, die man ursprünglich für die Kühlung hätte einsetzen müssen.

Kleines Beispiel:
1. Du baust ein Haus und kühlst es dann mit Klimaanlagen (eine Form eines Wärmetauschers). Der Energieverbrauch ist immens - obwohl du nur Pumpen und Kompressoren laufen hast um die Warmluft von einer Stelle zur anderen zur transportieren.
2. Du baust das selbe Haus und kühlst mit Erdwärme (Wärmetauscher über Rohrleitungen in die Erde). Der Energieverbrauch ist schon geringer (da größere Temperaturunterschiede).
3. Du baust in einer Höhle. Du musst quasi nicht kühlen. Energieeinsparung für Kühlung 100 Prozent.

Betrachtet man die Tatsache, dass die Wärmeaufnahme bei elektrischen Systemen quasi als Abwärme sehen kann, wird insbesondere bei Hochleistungsrechnern ein enormer Kühlaufwand benötigt. Ansätze sind z.B. die Abwärme an umliegende Gebäude zu leiten um diese zu heizen. Ähnliches wird auch für Fernwärme verwendet, wo die auftretende Abwärme von Kraftwerken ebenfalls zur Heizung eingesetzt wird.

Betrachtung des Problems für einen Prozessor. Fass mal bitte eine längere laufende 60W Glühbirne an. Das ist ziemlich heiß, da 60W thermische Energie doch nicht so wenig ist obwohl die Oberfläche einer Edisonglühbirne nicht "zu" klein ist. Jetzt stell dir eine thermische Abgabe von 60W bis 120W auf einer Fläche deines kleinen Fingernagels vor, dann weißt du, was man an Abwärme von der Oberfläche eines Prozessorchips abtransportieren muss.

[Nachtrag]
SothaSil Fragestellung gefällt mir auch gut. Solltest du dies Wählen, solltest du dir vorher die Antwort überlegt haben. Die Fragestellung ist nämlich eher Kontrovers anstatt linear (Standardtakt aus guten Grund jedoch häufig höher als für individuellen Chip notwendig).

 

[AMDUSEF]

@ shrek456:
Aber nutzen Leute schon solche Prozessoren?
weißt du wie es da mit der Leistung aussieht, also ob sie eine alternative sind?

@ andy_0:
Das thema finde ich sehr interessant.
Ich konnte da sicher auch ein wenig selber ausprobieren und testen, sowie selber eigene Erfahrungen einfließen lassen. Ich denke mal meine Hitzeköpfige CPU (Phenom II X6 1090t @ 4GHz)ist da genau das richtige. Mit der Kühlung kann ich auch viel machen (HAF X, Alpenföhn K2 + 2 Prolimatech Vortex Blue, ASUS DirectCU Grafikkarte). Man könnte sich zum Beispiel auf einen effizienten Luftstrom beziehen oder ähnliches.

 

[andy_0]

@ AMDUSEF
Solche Prozessoren befinden sich in jedem Handy, Tablet oder "einfacher" Hardware wie Netzwerkgeräte (Router, WLAN APs, Modems, ...) etc.

Es gibt jetzt eben Überlegungen damit komplette Server aufzubauen, da ARM eben primär auf niedrigen Energieverbrauch getrimmt ist und es offenbar über mehr Leistung pro Watt verfügt als "reguläre" PC Architektur.

Du könntest dich bzgl. Kühlung auf deinen eigenen Rechner beziehen. Ich weiß jedoch nicht, ob du da viel schreiben kannst. Es ist ja klar, dass Kupfer wärme besser leitet als Aluminium, besser als manch andere Metalle und viel besser als Luft. Die verwendeten kommerziellen Lösungen sind doch eher uninteressant? Am Ende ist es ein Lüfter, der sich dreht, und ein Metallkonstrukt mit Heatspreader zur schnellen Wärmeübertragung an die Luft. Denkbar wäre eher der Ansatz lüfterlos, regulärer Lüfter und Wasserkühlung. Dazu noch die Betrachtung des Luftstroms im Gehäuse.

Da ich nicht genau weiß, wie umfangreich deine Arbeit sein soll, kann ich keine genaue Einschätzung abliefern.

 

[AMDUSEF]

Also zum Umfang der Arbeit kann ich dir sagen, dass ich ein knappes halbes Jahr habe um meine Ergebnisse zu ausarbeiten zu können.
Zum Vortrag:
Die Präsentation muss anschaulich sein, und ich muss 10 min über das Thema reden können und dann haben die Lehrer noch 5 min um mir Themenbezogene Fragen zu stellen.
Eine Powerpoint-Präsentation werde ich mit Garantie wegen der Anschaulichkeit anfertigen. Zudem könnte man noch Videos, Animationen??? und Erfashrungen/Ergebnisse einbauen. Soetwas ist immer gerne gesehen.

 

[andy_0]

Grafiken und Animationen sind sicherlich eine gute Sache und gehören in jede gute Präsentation. Man muss jedoch aufpassen was eine gute Grafik ist (nicht zu viele einzelne Elemente, viel Aussagekraft, übersichtlich) und was es dies nicht ist. Für Videos wirst du keine Zeit haben. Mehr als eini paar Stichwörter und ein Graph/Grafik sollten nicht auf einer Folie stehen. Ist dies nicht der Fall ist man schnell bei einer "Wall of Text".

Du musst also nur eine Präsentation halten und keine Arbeit abgeben? Das ändert natürlich das Ganze. Viel präsentieren kann man in zehn Minuten nicht. Ich würde mir bereits am Anfang überlegen was du ungefähr präsentieren willst. Bei 10 Minuten bieten sich sicherlich drei/vier Graphen und Bilder auf etwa so vielen Folien an. Den Rest füllst du mit Ausführungen ..

Ich persönlich finde dafür die Themen SuperMuc (http://www.presseportal.de/pm/75627...mwasserkuehlung-verbraucht-40-weniger-energie) mit Aufhänger ala "Kann man Energie durch effizientere Kühlung sparen?" und .SothaSils "Undervolting - Wie viel Energie kann man Zuhause einsparen." gut angebracht. Es ist nicht zu komplex, ist ein Fachthema und du kannst Grafiken erstellen, die man gut erklären kann.