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Schleifen mit 64-Bit-Architektur
oder 9 Milliarden Kilometer bis zur Arbeit

3D-Simulation: Rohling für eine Profilplatte. Screenshot: Multigrind® Horizon Schleifsoftware

3D-Simulation: Rohling für eine Profilplatte. Screenshot Haas: Multigrind® Horizon Schleifsoftware


Schleifen mit 64-Bit-Architektur

Seit unsere Schleifsoftware Multigrind® Horizon und die Siemens Steuerung 840 SL auf eine 64-Bit-Architektur ausgelegt sind, werden wir von unseren Anwendern ab und an gefragt, wo denn genau die Unterschiede zwischen einer 32-Bit- und einer 64-Bit-Architektur liegen? Und natürlich wollen unsere Kunden auch wissen, welche Vorteile sie von dieser Umstellung haben: beim Programmieren der Schleifsoftware und dann beim Schleifen selbst. Genau darum soll es heute hier im Schleifblog gehen.

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Wacker, einer der maßgeblichen Köpfe hinter unserer Schleifsoftware Multigrind<sup>®</sup> Horizon

Dipl.-Ing. (FH) Thomas Wacker, einer der maßgeblichen Köpfe hinter unserer Schleifsoftware Multigrind® Horizon

85.000 Jahre bis zur Arbeit
Bevor wir aber zu den konkreten Vorteilen der 64-Bit-Architektur kommen, hier eine schöne Analogie, die unser Kollege Thomas Wacker aus unserer Softwareabteilung formuliert hat: Wenn 32 Bit einer Entfernung von rund 2 Kilometern (oder 2(32-1) µm) entsprechen, dann entsprechen 64 Bit einer Entfernung von rund 9 Milliarden Kilometern (oder 2(64-1) µm). Mal angenommen, für die 2 km zur Arbeit brauchen Sie ca. 20 Minuten (stramme Schrittgeschwindigkeit), dann brauchen Sie für die 9 Milliarden km gut 85.000 Jahre.

3D-Schleifsimulationen laufen im 64-Bit-Modus flüssiger, hier auf einer Multigrind® CA Schleifmaschine

3D-Schleifsimulationen laufen im 64-Bit-Modus flüssiger, hier auf einer Multigrind® CA Schleifmaschine

9.223.372.036.854.775.808
Vereinfacht gesagt, können Prozessoren mit einer 64-Bit-Architektur (Wortbreite) aufgrund ihrer Bauart 64 Bit (8 Byte) gleichzeitig während eines Taktes verarbeiten. Das ist vergleichbar mit vier Spuren auf der Autobahn anstatt nur zwei.

Datendurchsatz fast verdoppelt
Softwareprogramme, die auf eine solche 64-Bit-Architektur ausgelegt sind, können maximal einen Speicherbereich (Arbeitsspeicher oder virtueller Speicher) von 2(64-1) Bit adressieren. Dadurch können wesentlich komplexere Datenstrukturen dargestellt werden. Bezieht man dies auf grafische Elemente kann man dieselbe Grafik – theoretisch – etwa 10-Millionenfach detaillierter abbilden.

Multigrind® Horizon nutzt den gesamten Speicher
Der Wert 2(64-1) Bit entspricht 9.223.372.036.854.775.808 Bit (dies sind 1 Exabyte (EB) oder etwa einer Milliarde Gigabyte (GB)). Ihr Smartphone, das Sie jeden Tag nutzen, hat vermutlich einen Arbeitsspeicher 1 bis 2 GB und eine Speicherkapazität von 64 oder 126 Gigabyte, nur dass man mal einen Größenvergleich hat. Dies sind natürlich nur theoretische Werte. Denn was nützt es einem Dirigenten, wenn er gleichzeitig 2000 Musiker dirigieren könnte, aber in seinem Orchester gerade mal fünf Leute sitzen. Für unsere Arbeit bedeutet die 64-Bit-Architektur, dass wir auf jeden Fall den gesamten installierten Speicher nutzen.

Die bekannten 32-Bit-Softwareprogramme können übrigens maximal einen Speicherbereich von 2(32-1) Bit (2.147.483.648 Bit) gleichzeitig adressieren. Das sind gerade mal zwei Gbit!

Implantat eines Kniegelenks (Femur). Vom Rohling zum fertigen Implantat: geschliffen auf einer Multigrind<sup>®</sup> CB von Haas

Implantat eines Kniegelenks (Femur). Vom Rohling zum fertigen Implantat: geschliffen auf einer Multigrind® CB von Haas

Hochkomplexe Schleifgeometrien schnell berechnen
Mit diesem Vergleich wird klar: 64-Bit bedeuten sehr viel Rechenpower und noch mehr Reichweite, vorausgesetzt die Hard- und Software in Ihrer Fertigung sind dazu in der Lage. Da wir es beim Schleifen und vor allem beim Programmieren unserer Schleifprozesse mit sehr großen Datenmengen zu tun haben, werden die Berechnungen hochkomplexer Schleifgeometrien dank 64-Bit-Modus wesentlich schneller. Außerdem laufen die grafischen Darstellungen unserer 3D-Schleifsimulationen im 64-Bit-Modus sehr viel flüssiger, und sie sind detailreicher. Damit können mit unseren Horizon-Softwarepaketen auch komplexe Schleifwege in kürzester Zeit vom Anwender simuliert und kontrolliert werden. Wir haben Wolfram Hermle gefragt, was es mit der 64-Bit-Architektur auf sich hat.

Wolfram Hermle, Software-Chef, erklärt Funktion und Vorzüge der Haas-Schleifsoftware Multigrind<sup>®</sup> Horizon

Wolfram Hermle, Software-Chef, erklärt Funktion und Vorzüge der Haas-Schleifsoftware Multigrind® Horizon

Schleifblog: Herr Hermle, wann haben Sie begonnen, die Haas-Schleifsoftware Multigrind® Horizon auf 64-Bit-Architektur auszulegen?
Wolfram Hermle: Eigentlich von der Stunde 0 an. Wir legen bei Haas großen Wert auf Kompatibilität. Wir verwenden prinzipiell keine exotischen Datenstrukturen, die einen Umstieg auf andere Datenbandbreiten erschweren.

Ist die gesamte Schleifsoftware von Haas auf 64-Bit ausgelegt?
Nahezu! Wir arbeiten noch an der Kompatibilität der Datenstrukturen von Bestandskunden, die zum Teil noch Daten in 32- oder gar 16-Bit-Struktur haben.

Wie wirkt sich die 64-Bit-Architektur auf die tägliche Arbeit der Haas-Kunden aus?
Eigentlich soll der Nutzer bewusst nichts davon mitbekommen – außer dem Genuss, dass er eben nicht so schnell an Grenzen stößt, dass die Grafiken und Simulationen brillanter werden, und dass eben alles etwas schneller gehen kann.

Gibt es Schleifaufgaben, die besonders von 64-Bit profitieren?
Bei der Bearbeitung komplexer Strukturen, die eventuell als CAD Solid vorgegeben werden, konnte man bis dato schon mal die Grenzen erfahren. Da sollte das Arbeiten auf der großen „64-Bit-Autobahn“ viel mehr Spaß machen.

Was ist aus Ihrer Sicht wichtiger, die Schleifsoftware oder Mechanik der Schleifmaschine?
Wir bewegen uns mit unseren Produkten in einer realen Welt. Wir haben reale Werkstücke, reale Werkzeuge, reale Prozesse und eben auch reale Maschinen. Solange wir uns in der realen Welt bewegen, stellt sich diese Frage eigentlich nicht. Zweifellos müssen immer beide Faktoren, Schleifsoftware und Schleifmaschine höchsten Ansprüchen genügen und mit den Herausforderungen „wachsen“.

Wissen Sie eigentlich noch, wie groß die Festplatte Ihres ersten Computers war?
Festplatten waren schier unerschwinglich. (lacht) Floppylaufwerke waren die Antwort, kennt heute kein Mensch mehr! Ich hatte zwei Stück davon, da passten ganze 364 kB drauf. Aus heutiger Sicht ein Witz. Wir haben wirklich die Bytes gezählt, um Platz zu sparen. 1 MB Speicher kostete damals rund 5 Mark (2,56 Euro), und es wurde ernsthaft behauptet, dass man an diesen Preisen nichts mehr ändern könne. Arbeitsspeicher war damals schon 1 MB. Aber das ist ja auch schon 1,7×213 Tage her.

Vielen Dank für das Gespräch!

Kann stundenlang über komplexe Algorithmen nachdenken und das Ergebnis verständlich erklären: Wolfram Hermle

Kann stundenlang über komplexe Algorithmen nachdenken und das Ergebnis verständlich erklären: Wolfram Hermle

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1 Kommentar

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