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2. April 20212. April 2021

Neue RISC Prozessor Generation v9 von ARM

RISC Prozessoren bei mobilen Geräten gibt es seit vielen Jahren. Wir befinden uns jetzt am Anfang des Wandels durch RISC Prozessoren bei Notebooks, PCs, Netzwerk Geräten und Servern. Apple hat mit dem M1 Prozessor gezeigt, wie leistungsfähig und gleichzeitig stromsparend diese Technologie funktioniert. Bald wird die zweite Generation von hauseigenen Prozessoren nochmals zeigen, wie leistungsfähig die Apple Computer damit werden.

Lizenzierung und Produktion

ARM ist das Unternehmen, das eine leistungsfähige CPU Architektur für mobile Geräte entwickelt hat. Das Lizenzmodell lässt den Käufern dieser Architektur weite Bereiche an eigenen Entwicklungen zu. Zudem gibt es Unternehmen, die die Pläne von Unternehmen in tatsächliche Produkte wandeln. Dazu kommt, dass die Fabriken dieser Auftragsfertiger im Gegensatz zu Intel einen wesentlich höheren Produktions-Standard besitzen. So werden dort CPUs und weitere elektronische Bauteile in 4nm Technologie hergestellt, wo Intel immer noch die 14nm Technologie einsetzen muss.

So hat ARM mit der Version 9 seiner CPU Architektur optimale Voraussetzungen, um Marktanteile in den Bereichen Automotive, Computer, Smartphones, Tablets, Netzwerk Geräten und IoT zu gewinnen. ARM rechnet 100 Milliarden Geräten in den nächsten 5 Jahren, bei einer Gesamtproduktion von 300 Milliarden ARM basierenden Chips. Die hohe Anzahl ist neben dem Einsatz bei Computern auch dem Internet der Dinge (IoT) geschuldet. Denn immer mehr Geräte arbeiten computergesteuert und vernetzt.

Sicherheitsarchitektur bei ARM v9

Dabei hat ARM auch eine neue Sicherheitsarchitektur entwickelt. Die ARM Confidential Computer Architecture (CCA) schützt den ausführbaren Code und die Daten vor Zugriffen oder Veränderungen.

Performance der CPUs

Dabei wird bei den ersten neuen Version von einem Performance Gewinn von 30% ausgegangen. Dieser Zuwachs betrifft aber nur die Standardentwicklung. Da jeder Käufer den Aufbau der CPU ändern darf, ist mit höheren Systemleistungen zu rechnen. Zudem wird für die KI notwendige Unterstützung in die Hardware integriert.

Fazit:

Ampere Computing, Foxconn, NVIDIA, NXP, Volkswagen, Zoom, Raspberry Pi, Google, Microsoft und viele Weitere IT Unternehmen arbeiten als Partner von ARM. So werden in den nächsten Jahren viele leistungsfähige, energiesparende Produkte auf den Markt kommen.

Quelle:: https://www.arm.com/company/news/2021/03/arms-answer-to-the-future-of-ai-armv9-architecture

1. April 20212. April 2021

AMD SOC auf Basis von ARM Prozessoren

Die Entwicklung von Prozessoren und Betriebssystemen ist einer fortlaufenden Änderung unterworfen. Die x86 Prozessoren von Intel stoßen auf immer neue Hemmnisse. Die Technologie bei der Produktion vieler Prozessoren von Intel liegt bei 14 nm. AMD stellt seine Ryzen x86 Prozessoren im 7 nm Prozess her. ARM RISC Prozessoren werden meist mit 5 nm Technologie gefertigt und Apple wird im nächsten Jahr seine M1 Prozessoren von 5 nm auf 4 nm umstellen. Die RISC Prozessoren sind leistungsfähig, effizienter und haben einen geringeren Energieverbrauch als die CISC Prozessoren von Intel.

In diesem Kontext tauchen immer wieder Information auf, dass AMD seine Ryzen Serie mit den x86 Prozessoren um ARM Prozessoren erweitert. Die K12 ARM CPU aus dem Jahr 2014 wurde von AMD weiterentwickelt und nun soll der erste SoC „AMD Ryzen C7“ heißen. Es würde der erste Prozessor der AMD Ryzen Mobile Platform sein.

AMD Ryzen Mobile Platform, Image Source: chiphell.com

Der SoC soll zwei der neu spezifizierten Cortex-X1 Kernen mit 3,0 GHz und zwei Cortex A78 mit 2,6 GHz, sowie vier Cortex A55 Kerne mit 2,0 GHz enthalten. Eine Besonderheit soll die von AMD entwickelte GPU darstellen. Sie unterstützt Ray Racing, Sharing, 144 Hz Bildwiederhol Frequenz und HDR10+. Die Geschwindigkeit liegt um ca. 45% höher als bei der von ARM momentan käuflichen GPU Ardeno 650 mit Snapdragon 865. Damit bietet AMD Produzenten von Notebooks und weiteren mobilen Geräten einen leistungsfähigen Einstieg in die neuentwickelte Prozessor Technologie.

Sollte diese Prozessorreihe von den Geräteherstellern angenommen werden, dann wird sich daraus eine Erweiterung des Marktes ergeben. Denn Tests haben ergeben, dass Windows on ARM schneller läuft, als auf x86 Prozessoren.

Wird Intel nachziehen können, wo NVIDIA die Prozessorschmiede ARM gekauft hat?

Fazit:

Diese RISC Prozessoren mit 5 nm Technologie sind für mobile Geräte wie Notebooks, Tablets vorgesehen. Der SoC soll in etwa der gleichen Leistungsklasse wie der Apples M1 Prozessor liegen. Ein Grund mehr für Kunden auf stromsparende, kostengünstigere und leistungsfähigere Geräte umzusteigen.

16. November 202020. November 2020

Abkehr von Intel Prozessoren durch Apple M1 und ARM

Intel kann seit längerer Zeit nicht mehr mit der Konkurrenten bei der Chip Herstellung mithalten. Apple, ARM und Huawei verkaufen Prozessoren, die leistungsfähiger als die Intel Prozessoren sind.

Intel stellt immer noch CISC Prozessoren mit 14 nm Strukturen her, wo die Konkurrenz auf RISC Prozessoren mit bis zu 5 nm Strukturen produziert. Durch die geringere Größe der Transistorfunktionen und Leiterbahnen sind die hergestellten Prozessoren nicht nur leistungsfähiger, sondern auch energieeffizienter.

So verlängert sich die Laufzeit der Apple MacBooks mit dem Apple Silicon M1 je nach Nutzung um fast 80%. Die CPU- sowie die Grafikleistung bei Apple Silicon M1 CPU steigt signifikant an. Da durch den geringeren Energieverbrauch auch weniger Abwärme entsteht, sind Geräte meist geräuschlos oder haben durch kleinere Kühler ein geringeres Gewicht.

Die Revolution findet aber nicht nur im Notebook und Desktop Segment statt. Mit dem Raspberry Pi 400 wird ein Einsteiger Computer mit Ubuntu Linux oder Raspberian OS angeboten. Der funktioniert mit einer ARM V8 CPU und dem Broadcom BCM2711 bei einer maximalen Leistungsaufnahme von 15 Watt ebenfalls herausragend, selbst bei passiver Kühlung.

Fazit:

IT Innovationen werden nicht nur Informatiker, Fachinformatiker und Anwender beschäftigen, sondern durch Industrie 4.0 an immer mehr Plätzen in Unternehmen eingesetzt.

9. November 20209. November 2020

Das Pflichtenheft im Anforderungsmanagment

Das Pflichtenheft beschreibt, wie der Auftragnehmer die Anforderungen des Auftraggebers lösen will. Die Anforderungen sind im Lastenheft beschrieben. Das Pflichtenheft enthält das Lastenheft als Anlage. Genaues ist in der DIN 69901-5 und der DIN VDI/VDE 3694: 91-04 geregelt.

Das Pflichtenheft schildert, wie und mit welchen Mitteln die Anforderungen umgesetzt werden. Die Umsetzung wird erst nach der Zustimmung der Auftraggebers durchgeführt. Die Abnahme wird mit Hilfe der Beschreibung aus dem Pflichtenheft und Lastenheft durchgeführt.

7. November 20208. November 2020

Berlin, Station der neuen Seidenstrasse OBOR

Die neu aufgebaute Seidenstraße führt von Duisburg nach Lanzou in China. Wenige Stunden nach unserem Start in Duisburg erreicht der Zug die Zwischenstation Berlin.

Wir stoppen auf unserer virtuellen Reise in der deutschen Hauptstadt. Im 14. Jahrhundert wurde Berlin Mitglied der Hanse. Die Hanse hat Handelsbeziehungen mit den östlichen Handelsposten wie Danzig, Riga, Level und dem russischen Novgorod. 1695 wurde die Börse in Berlin gegründet. So ist Berlin schon seit langer Zeit ein Handelszentrum, das von den Hohenzollern verwaltet wurde. Der letzte Kaiser war Wilhelm II. , der nur 99 Tage regierte und nach der Novemberrevolution abdankte. Die Räterepublik wurde ausgerufen.

Heute ist Berlin einer der umsatzstärksten Standorte des Einzelhandels in Europa. Sehen wir uns diese interessante Stadt mit einer wechselvollen Geschichte einmal an.

Berlin bietet für Reisende auch Abwechslung.

So gibt es im Zentrum auf der Museumsinsel, die Weltkulturerbe ist.

An vielen weiteren Plätzen unterhält die Stiftung Preußischer Kulturbesitz viele kulturelle Güter über die Entwicklung Berlins von der Besiedlung der Steinzeit bis zur heutigen Zeit. Hier werden auch die jahrhundertealten Beziehungen zu weiteren Stätten spürbar. Unseren nächsten Halt werden wir in Warschau durchführen.

21. Oktober 20209. November 2020

Das Lastenheft im Anforderungsmanagement

Jeden Tag werden durch Auftraggeber Projekte gestartet und Auftrage vergeben. Häufig wird dabei das Lastenheft eingesetzt, das in verschiedenen Normen wie z.B. VDI 4403 Blatt1, DIN 69901-5, VDI 3694 beschrieben ist.

Was ist ein Lastenheft?

Im Lastenheft werden alle Anforderungen des Auftraggebers an den Auftragnehmer beschrieben.
Es wird beschrieben, was für Aufgaben vorliegen und wofür dies zu lösen ist.
Es werden alle Forderungen vollständig beschrieben.
Eine Abgrenzung wird getroffen und beschrieben, was nicht zur Aufgabe gehört.

Nach der Klärung der Anforderungen folgt eine Analyse der Interviews und der verfügbaren Daten. Dann kann das Lastenheft strukturiert geschrieben werden.

Aufbau eines Lastenhefts

Die Gliederung ist nicht fest vorgegeben. Von dem Beispiel kann abgewichen werden.

Einführung und Beschreibung des Ist-Zustands
Beschreibung des Soll-Entwurfs und der Schnittstellen
Zusammenfassung der Anforderungen und der Spezifikation
Risikobewertung
Aufzeigen der Architektur, Entwicklungsmethoden und Projektphasen
Umfang der Lieferung und gegebenenfalls Lieferzeitpunkt
Kriterien für die Abnahme
Vereinbarung für Wartung, Support und Pflege

Auf Basis des Lastenhefts erstellen mögliche Auftragnehmer ein Pflichtenheft, das ich noch ein einem weiteren Artikel beschreibe.

11. Oktober 20209. November 2020

Qualitätsanforderungen an Software

Standardsoftware wird nach unternehmensinternen Qualitätsrichtlinien programmiert und verkauft.
Wie ist das aber bei individuell erstellter Software?

Es gibt allgemeine Qualitätsrichtlinien, die aber vor der Auftragserteilung festgelegt sein sollten. Denn es gilt:

„Qualität ist die Erfüllung der Kundenanforderungen.“

8 Kriterien für Qualität bei Software Entwicklung

Es gibt wichtige Eigenschaften, die bei der Softwareentwicklung eine tragende Rolle spielen. Denn schließlich soll die Software während der Nutzungsdauer problemlos und kostengünstig eingesetzt werden können.

Benutzerfreundliche Bedienung

Ein Programm oder eine App sollen einfach zu bedienen sein. der Anwender soll möglichst ohne Hilfe zum Erfolg kommen.

Unempfindlich gegen Fehler

Eingabefehler sollen abgefangen werden, Fehlbedienung nicht möglich sein.

Integrität und Sicherheit

Die Daten und das System sollen gegen unberechtigte Zugriffe und Manipulation geschützt sein.

Korrekte Funktion

Bei der Eingabe, Verarbeitung und Ausgabe dürfen keine Fehler auftreten. Bei gleichen Eingeben muss stets das gleiche Ergebnis erscheinen.

Portable Verwendung

Die Software soll auf anderen Systemen nutzbar sein.

Überprüfbarkeit

Bei der Abnahme der Software soll der Prüfungsaufwand gering sein.

Kompatibel zu anderen Anwendungen

Die Software soll einfach mit weiterer Software verbunden werden können.

Erweiterbare und wiederverwendbare Eigenschaften

Die Software soll leicht mit neuer Funktionalität ausgestattet und vorhandene Funktionen erweitert werden können.

Fazit:

Software Qualität ist wichtig und entscheidet mit, wie die Nutzung im beruflichen Alltag stattfindet. Gerade bei den Projekten Industrie 4.0 und der zunehmenden Digitalisierung in allen beruflichen Bereichen ist fehlerfreie, hochwertige Software eine Basisvoraussetzung.

10. Oktober 202021. Oktober 2020

Algorithmen in der Software Entwicklung

Algorithmen treffen wir tagtäglich in unserem Leben, denn Sie sind Anleitungen zur zielgerichteten Lösung von Problemen. Erstmals beschrieben hat dies der choresmische Gelehrte Al-Chwarizmi im 9. Jahrhundert. Er lebte in Bagdad, Iran.

Verfeinert wurde der Begriff im 20. Jahrhundert durch den in Großbritannien diffamierten Mathematiker Alan Touring.

Definition eines Algorithmus

Das Verfahren muss zum richtigen Ergebnis führen
Der Verfahren muss mit einem endlichen Text die Anforderungen ganz erfüllen
Das Verfahren besteht aus Arbeitsschritten, die zielgerichtet zur Lösung führen
Jeder einzelne Schritt muss ein eindeutiges Ergebnis besitzen
Gleiche Eingabewerte müssen immer zum gleichen Ergebnis führen
Das Verfahren muss auf alle zulässigen Daten fehlerfrei anwendbar, also Allgemeingültig sein

Hochwertige Programme erfüllen diese Anforderungen. Denn die Definition von Qualität lautet:

Qualität ist die Erfüllung der Kundenanforderungen

2. August 20207. November 2020

Die eurasische Kontinentalbrücke – ein Teil des Handelsweges von OBOR

Der Handel über die Seidenstrasse, die auch One Belt One Road genannt wird, nimmt immer weiter zu. Auch US Unternehmen, wie zum Beispiel HP, setzen seit vielen Jahren auf diese logistische Route und transportieren so ihre Computer.

Eine dieser Routen von OBOR nutzt mit Hilfe der Eisenbahn die neue eurasische Kontinentalbrücke, die von Duisburg mit der Bahn bis nach Lanzhou führt.

Die Strecke ist interessant, weil sie durch verschiedene Staaten nach Europa führt. Die mittlere Strecke verläuft durch Kasachstan über Dostyk, Aqtogai, Nur-Sultan (bis 2019 Astana), Samara, Smolensk, Brest, Warschau, Berlin bis Duisburg und der Zug braucht für die Strecke ca. 12 Tage. Das ist gegenüber dem Seetransport ein unschlagbarer Zeitvorteil. Der Vorteil wird noch größer, denn Stürme auf hoher See mit Transportschwierigkeiten und Containerverlusten gibt es hier nicht. Immer mehr Transporte werden so zeitsparend, kostengünstig und umweltfreundlich durchgeführt.

Natürlich wäre eine lokale Produktion noch umweltfreundlicher. Aber nicht überall stehen die Rohstoffe, Produktionsanlagen und Fachkräfte zur Verfügung. Deutschland hat zwar Produktionsanlagen, aber bei ausgebildeten Fachkräften und Rohstoffen gibt es großen Mangel.

So bleibt es unbenommen, Produkte in asiatischen Staaten wie China, Vietnam, Korea produzieren zu lassen. Russland stellt ein Bindeglied im Handel mit diesen Staaten dar. Die Jahrtausende alte Seidenstrasse mit ihren vielen Kulturen lebt und ist ein Abbild der Natur.

1. Juli 20204. Juli 2020

Welche Aufgaben hat ein Betriebssystem?

Viele benutzen jeden Tag einen Computer und freuen sich über die umkomplizierte Nutzung dieses Geräts. Dazu arbeiten das Betriebssystem und die Hardware des Computers zusammen. Betriebssysteme heißen auf Englisch Operating System und werden häufig mit OS abgekürzt. Wir wollen die grundsätzlichen Aufgaben eines Betriebssystems betrachten.

Grundlegende Aufgaben des Betriebssystem

Das Betriebssystem hat verschiedene Aufgaben, um dem Nutzer die Funktionalität des Computers zur Verfügung zu stellen.

Die Prozessverwaltung

Die Prozessverwaltung stellt den allgemeinen Teil an Aufgaben des Betriebssystems dar.

Es werden neue Prozesse erstellt, der notwendige Arbeitsspeicher wird beobachtet.
Zudem werden bei laufenden Prozessen die Speicherzugriffe überwacht und bei Fehlern wird der Prozess beendet.
Ein weiterer Richter Vorgang ist das Sicherstellen der Kommunikation zwischen den Prozessen untereinander.
Bei manchen Aufgaben ist die Synchronisierung der Prozesse notwendig und wird unterstützt.

Die Speicherverwaltung

Die Speicherverwaltung gehört zur Verwaltung von Ressourcen des Computers und ist ein wichtiger Bestandteil, der für eine fehlerfreie Funktion gebraucht wird.

Die Reservierung und Freigabe von Speicher ist eine Aufgabe.
Bereitstellung und Verwaltung des Arbeitsspeichers.
Zur Analyse gibt es eine Protokollierung der Speichernutzung.

Die Geräteverwaltung

Das Betriebssystem muss seine Komponenten mit ihren Möglichkeiten kennen, damit die volle Leistung aus des Computers genutzt werden kann.

Prüfung der Funktion bereitgestellter Komponenten und Vermeidung von Konflikten.
Bereitstellen und Steuern von Kommunikationskanälen für die Ein- und Ausgabe.

Dateiverwaltung

Daten sollen nicht nur während der Verarbeitung im Arbeitsspeicher verwaltet werden, sondern mit Datenträgern genutzt werden. Das ist die Aufgabe einer Dateiverwaltung.

Laden, Speichern und Löschen von Daten auf Datenträgern.
Verwaltung des Dateisystems.

Rechteverwaltung

Erstellen, Ändern und Löschen von Benutzern und Benutzergruppen.
Bereitstellung von Ressourcen basierend auf den vergebenen Rechten des Systems.

Es gibt für PCs verschiedene Betriebssysteme, wie zum Beispiel UNIX, Linux, Apple OS-X und Microsoft Windows.

Fazit:

Computer funktionieren im fehlerarmen Zusammenspiel von Hardware und Software. Einen gänzlich fehlerfreien Computer gibt es ebensowenig, wie der Wirkungsgrad einer arbeitenden Maschine bei 100% liegt. Betriebssysteme halten also den Fehlergrad klein und ermöglichen dem Nutzer eine einfache Bedienung dieser komplexen Maschinen.