Рабочая станция для инженера, архитектора, трейдера, аналитика... полярника

В этой статье мы расскажем о рабочих станциях инженеров и трейдеров. Также мы подготовили лучшие конфигурации для каждого специалиста. В конечном итоге мы постарались разобрать все технические сложности, с которыми встречается специалист.

Две категории инженеров

Полевой и офисный. Во многом правильное разделение. Конструкторов, проектировщиков и архитекторов мы отнесли к категории офисных. Типы устройств, на котором они должны работать принципиально отличаются от инженеров, которые работают в полях.

Полевой инженер нуждается в защищенных от воды и пыли устройствах. Его задача подготавливать информацию для обработки инженером в офисе.

Офисный инженер обрабатывает данные, делает расчёты, моделирует, сравнивает модели и таблицы. Чем быстрее обработает, тем быстрее проект воплотится в реальность.

Профессии: строитель, горный инженер, пуско-наладчик инженерных систем, электрик, геофизик, геодезист, маркшейдер, по телекоммуникациям, гидротехник

Основные задачи, которые выполняет специалист

В деталях мы не опишем задачи каждой специальности инженера. Но в целом задачи следующие: сбор информации, ведение отчетности, построение и корректировка схем, хранение, отладка и настройка оборудования, поиск полевой информации.

К примеру, прораб ведет отчетность по количеству доступных материалов, оценивает качество железобетонных конструкций, проводит полевые испытания и т.д.

Инженер электрик/энергетик использует рабочую станцию для настройки энергоустановок. Все замеры он пропускает через ПО для расчета нагрузок.

Геодезист наносит все точки на планах в поле, а затем снимает геометрию уже смонтированного объекта. Для этого он использует AutoCAD Civil или Revit. Дело усложняется тем, что объекты могут находиться в разных условиях. Пыль

С позиции нагрузки полевой инженер не нагружает машину больше офисного менеджера. Нет потребности в мощной рабочей станции, но в станция должна быть защищена от экстримальных погодных условиях. Энергоустановки могут находиться за полярным кругом, а геодезические съемки проводятся и в пустыне- стандартный ноутбук не справится с такими внешними условиями.

CPU: Практически для любого полевого инженера подойдет пк с процессором типа core i3/i5. Для редактирования небольших схем в AutoCAD и прочих инженерных системах. В остальном он использует все те же приложения, что и офис менеджер.

Важно сделать упор не на количество ядер/потоков, а на частоту. В идеале от 3ГГц.

RAM: Второй по значимости параметр пк, после процессора. Хотя если посмотреть на требования любой справочник или калькулятор будет использовать максимум 2Gb. В крайних случаях используют 4Gb. Нанесение точек на генплан в Civil использует в среднем 8 Gb ОЗУ.

GPU: Карта не потребуется. Сейчас по-прежнему почти нет приложений, которые используют ресурсы видеокарты в поле. Возможно, некоторые чертежи AutoCad/SolidWorks могут обрабатывать полигоны, но это исключение из правил, вся техническая документация не использует политональность и тем более освещение. Тем более графика может обсчитывать на процессорном ядре. В архитектуре x86 включен

Обработка чертежа профессиональной и обычной картой

SSD: имеет смысл ставить только SSD, а не HDD для хранения информации. Жесткий диск (HDD)- самый чувствительный элемент любого пк. Падение ноутбука в режиме чтения/записи в большинстве случаев ломает диск. Также учитываем жесткость удара. Падение на ковер и на скалу-разные вещи.

Ниже тест с падением с выключенным диском. Диск не выходит из строя, но характеристики замето падают. Т е замедляют скорость работы всей системы.

Надеюсь, эта информация поможет Вам не брать ноутбуки с HDD.

Особенности платформы:

· у платформы должна быть пыле-влага защита IP 54-64 в зависимости от условий внешней среды

· ударопрочный корпус с демпфированием

· большинство сервисов имеют web-версии. Обязательно нужен LTE модуль.

Пыль: Даже обычная комнатная пыль становится «шубой» для любой электроники. Уже при 100 °С у меди и сплавов проявляются свойства текучести. Ухудшается контакт меди и текстолита. Несколько десятков циклов перегрева и остывания достаточно для выхода из строя важных элементов цепи. Самые чувствительные к температурам элементы- блоки питания. Ниже статистика обращений в сервисные центры.

Отличная статья на эту тему есть у https://spb.terraelectronica.ru/news/5526

Если инженер связан со строительством, или объект находится в запыленной области – защита станции должна быть не ниже IP54, в идеале IP65.

Если вы работаете не вблизи строительного участка, а просто под открытым небом, хватит стандарта IP44

Влага: сама по себе влага ускоряет коррозию элементов, но основная опасность не в этом. Вместе с пылью, а еще хуже вместе с цементной пылью на поверхности платы образуется корка. Она препятствует отводу тепла и ускоряет сценарий, описанный в разделе пыль. С течением времени корка увеличивается. Только стандарт IP64 полностью убережет плату от попадания влаги внутрь.

Сама коррозия раскрывает свой потенциал только при достаточно высокой влажности (см. график)

Деградация. Влажность снижает эффективность оборудования, работающего в инфракрасном диапазоне, а также ухудшает свойства некоторых материалов, таких как ткани, некоторые пластмассы и целлюлоза.

Расклеивание. Повышенная влажность приводит к расклеиванию (деламинированию) дешевых печатных плат.

Деформация. Наличие повышенной влажности может вызывать не только деформацию, но и набухание волокнистых материалов.

Разрушение волокнистых материалов. Волокнистые материалы с высокими показателями гигроскопичности при воздействии влаги ухудшают прочность на растяжение и испытывают значительные деформации.

Поверхностное сопротивление. Наличие влаги уменьшает поверхностное сопротивление. В свою очередь снижение поверхностного сопротивления печатной платы может повлиять на характеристики прецизионных времязадающих цепей (что приводит к изменению частоты генератора), шунтировать выходной ток источника тока, привести к потере чувствительности или уменьшить входное сопротивление высокоимпедансных усилителей.

Миграция металлов. Процесс электролитического переноса ионов металла (миграция металлов) происходит между близко расположенными проводящими металлическими проводниками при наличии влаги и разности потенциалов. Миграция особенно характерна для серебра. Наличие миграции металлов приводит к снижению сопротивления изоляции, увеличению токов утечки и даже к возникновению катастрофических коротких замыканий. Миграция металлов является частой причиной отказов микросхем.

Влияние миграции металлов при наличии воды. 25 мин после попадания воды на область контакта.

Отличная статья на эту тему есть у https://spb.terraelectronica.ru/news/5526

Низкие температуры:

Температуры, как и вода - худший враг электроники. Нельзя в полной мере достичь изоляции от низких температур. А конденсат на плате, равное ее сгорание. Лучший вариант- полностью герметичный корпус, с пониженной влажностью.

Есть ряд плохих эффектов, если электроника попадает в атмосферу низких температур.

При -20

Алюминиевые конденсаторы меняют показатель ТКЕ (температурный коэффициент емкости)- меняется работа всех составляющих цепи.

При -40

Не очень опасна при нескольких условиях нормальной (до 40% влажности)

При -60

Возникает явление оловянной чумы. Переход белой формы элемента в серую. Структура цепи разрушается и не подлежит какому-либо восстановлению. См. видео.

Оловянная чума

Вывод: категорически не рекомендуем использовать обычные ноутбуки пк в условиях контакта с воздухом. Специально для полевых инженеров были разработана серия Rugged Dell.

В полевых условиях и на производстве не подойдет обычный ноутбук (ранее писали почему). Специально для суровых условий Dell производят линейки ноутбуков Rugged, т е защищенный от внешних условий. Ниже ролик с экстремальными испытаниями таких ноутбуков.

Ноутбук Latitude 7424 Rugged Extreme

Dell можно назвать чемпионом в производстве защищенных ноутбуков. Из мировых вендоров только Panasonic может составить ему конкуренцию, но он нам не попадался. Но только у dell есть процессоры 8го поколения и в него устанавливается более менее мощные графические адаптеры.

Характеристики:

CPU: 8th Gen Intel® Core™ i5-8350U

RAM: 16GB, 2x8GB, 2400MHz DDR4 Non-ECC

GPU: AMD Radeon™ RX540

SSD: M.2 128GB PCIe NVMe Class 35

Дополнительные инструменты:

· Выдерживает температуры в диапазоне -29°C to 60°C, включая температурные перепады и полная наледь на корпусе ноутбука

· Защита от пыли и влаги IP-65

· Защищен от падений до 1 метра

Резюме

Rugged ноутбуки лучшее решение для полевых инженеров. Любой офисный ноутбук не проживет и часа под дождем, а rugged будет работать все 22 часа (при 2х АКБ)

Профессии: инженер ПТО, конструктор, схемотехник, технолог, архитектор.

Какое ПО использует: Ansys, AutoCAD, Civil 3d, Revit, Nastran, SolidEdge, Catia, MathCAD, Maple, MatLab, Wolfram Alfa

Проектировщик строит системы, проверяет их на работоспособность и взаимодействие с другими системами. Сравнивает план и факт проекта, т е отмечает отклонения.

В основном все проектировщики используют CAD системы. Такие как AutoCAD, Revit, Civil 3D.

Конструктор проектирует и проводит испытания изделий. Как правило работают в САПР системах, вроде Ansys, Creo, SolidWorks, Компас-3D и пр.

В особо сложных расчетах используются удаленные вычисления. Т е вычисления проводятся не на рабочей станции, а на сервере.

CPU: Как и в случае с 1С многоядерность играем меньшую роль нежели частота ядра. На официальном сайте Autodesk есть рекомендация в 3ГГц для комфортной работы.

RAM: Проектировщики используют большие чертежи в своей работе. Для комфортной работы нужно минимум 16 Gb. Если параллельно будут проводится инженерный анализ или другие расчёты, понадобится 32Gb.

GPU: Между игровой и профессиональной видеокартой есть существенная разница

· Улучшенные методики просчета геометрии

· Разработчики САПР систем адаптируют свои приложения под профессиональные видеокарты

· Улучшенное распараллеливание процессов

· Ускоренная обработка изображений и полигонов

Задачи инженера нагружают видеокарту не хуже задач 3D – артиста. Разница в типах задач. У 3D это обсчет полигонов и отражений. У инженера взаимодействие объектов и состояний. Некоторые карты. Dell и NVIDIA разработали совместное приложения для ускорения инженерного анализа на рабочей станции

SSD: Каждый чертеж может весить от 100 Mb до 1-2 GB, генеральные планы весят около 1Gb. Вся документация по объекту может весить несколько десятков Gb. Стоит рассматривать объем от 512 GB. HDD точно будет тонким горлышком во всей системе.

Дополнительные инструменты: Архитектору может понадобится графический планшет для отрисовки рисунков. Но при подборе пк архитектору прочитайте нашу прошлую статью, сборка для 3D артиста будет актуальна и для архитектора.

Настольная рабочая станция Precision 7820

Станции Precision были и в прошлой части статьи про Digital. AI- оптимизация, специальный инженерный софт от NVIDIA совместно c DELL, большой выбор конфигураций – вывели станции DELL в фавориты. + ко всему у станций есть модуль Teradici. Он позволяет ставить станцию в стойку. С ее помощью специалист может получать доступ к своей станции с любого устройства.

Характеристики:

CPU: 2 x Intel® Xeon® Gold 5222 (3,8 GHz, 3,9 ГГц в режиме Turbo, 4 ядра, 2 канала UPI 10,4 ГТ/с, кэш 5,5 Mb, HT (105 Вт), DDR4 2 933 MHz)

RAM: 32GB, 4x8GB, 2933MHz DDR4 ECC

GPU: 2 x NVIDIA Quadro® RTX 6000, 24 Gb, 4 порта DisplayPort, VirtualLink (7920T)

SSD: 1 TB Dell Precision Ultra-Speed Drive Quad х16.

Задачи инженера требуют пиковой производительности от рабочей станции. Часто скорость выполнения работы не так важна, как точность инженерной модели. Однако просчет каждой инженерной модели устройства - долгое занятие на среднем ПК. Поэтому для ускорения нужна рабочая станция, которая позволит сделать больше моделей. Большое количество моделей увеличит их точность… Количество в качество…

Стол трейдера в вакууме. Больше мониторов- больше оперативной информации

Трейдер работает с большим количеством данных. Нет смысла постоянно переключаться между окнами даже на большом мониторе. Поэтому стоит иметь несколько мониторов для самого быстрого доступа к информации. Эксперты советуют иметь от 4 мониторов для комфортной работы. Во всем остальном трейдер использует мощности обычного офисного компьютера.

Все приложения, которые использует трейдер используют инструменты математического анализа. Это не построение мат. Моделей, а локальный анализ поступающей информации.

Сложности:

· Трейдер должен быстро реагировать и проводить операции

· Трейдер получает множество информации из параллельных источников (tv/новости/подкасты/сводки/аналитику и пр)

· Недопустима потеря интернет-сигнала. Помимо проводного интернета, нужен LTE-модуль. Если пропадет один сигнал, второй подстрахует.

CPU: Многие эксперты в области трейдинга рекомендуют брать средние процессоры. Только если вы не занимаетесь фундаментальным финансовым анализом, и не моделируете фин. процессы. Здесь понадобится пара сильных Xeon. А для простого трейдинга хватит и i5.

RAM: Правильная связка оперативной памяти процессора и жесткого диска обеспечивает высокую скорость работы всей системы. Это актуально не только для трейдинга. В трейдинга самая дорогая цена промедления. Поэтому стоит обратить внимание на частоту оперативной памяти.

GPU: Для трейдинга GPU вообще не нужен- важно только кол-во разъемов DVI/HDMI. Со всем справится интегрированная карта. Но некоторые расчёты финансовых моделей завязаны на ядрах GPU. GPU лучше подходит для несложных расчётов, но с большим количеством данных. Видеокарта будет нужна в расчете финансовых моделей.

По факту если Вы проводите сложные расчеты- любой рабочей станции не хватит и понадобится вычислительный кластер. К примеру, у Bloomberg есть кластер из 48 Nvidia Tesla. Все вычисления проходят в облаке, а не на рабочей станции.

SSD: как и во всех других задачах жесткий диск может стать самым узким горлышком во всей системе. Не стоит экономить и устанавливать HDD. Решает не объем, а пропускная способность. Это особенно актуально для высокочастотных трейдеров.

HDD может сильно замедлить скорость операций, а в трейдинге десяток секунд может стоить тысячи долларов.

Лучшим решением будет Optane. На Optane ОС и приложения будут работать почти без задержек.

Дополнительные инструменты:

· панель из нескольких мониторов.

· LTE-модуль

Рабочая станция Dell Precision 5820 в корпусе Tower

CPU: 11th Generation Intel® Core™ i5-11600 (12 MB Cache, 6 Core, 2.8 GHz to 4.8 GHz (65W)) TDP

RAM: 16GB, 2x8GB, DDR4 UDIMM non-ECC Memory

GPU: Nvidia Quadro P620, 2GB, 4 mDP to DP adapter. Если мониторов будет 8, то понадобится 2 карты

SSD: 256 Gb Dell Precision Ultra-Speed Drive Quad х16.

Рабочая станция Dell Precision 7920 в корпусе Tower

CPU: 2х Xeon® Gold 6212U Processor35.75M Cache, 2.40 GHz

RAM: 32 Gb (2 х 16 Gb) DDR4 SDRAM, RDIMM, 2 933 MHz, ECC

GPU: 2 x NVIDIA Quadro GP100 16Gb HM

SSD: 512 Gb Dell Precision Ultra-Speed Drive Quad х16.

Основной аспект станций выше- быстродействие. В трейдинге скорость и точность реакции – важнейшие параметры.

Первая сборка сделана для профессионального трейдера- есть возможность подключения нескольких мониторов, а задержки сведены к минимуму за счет скоростного SSD и процессора.

Вторая сборка создана для финансовых аналитиков. По сути, это станция для одного эксперта, который проверяет модели анализа. При проверке серьезных гипотез нужны большие кластеры, их не разместить у себя под столом. О таких решениях мы поговорим в следующей статье.

Почему не вошли профессии: ученого/data -scientist и пр.?

Вычисления на стороне сервера проходя куда быстрее «клиентских». Поэтому большинство научных центров, компаний связанных с Machine Learning (ML), и финтех компаний используют удаленные вычисления. Им нет смысла ставить дорогостоящие клиентские станции, ведь с проектами работают несколько людей и объемы обрабатываемых данных значительно-значительно больше любого digital или финансового специалиста.

Поэтому следующая статья будет об удаленных вычислениях. Затронем подходы, тренды и, конечно, соберем пару серверов для разных задач.

До встречи в следующей статье!

Dell Precision 7920 в разборе

https://spb.terraelectronica.ru/news/5526

https://www.nvidia.com/ru-ru/design-visualization/solutions/engineering-simulation/

https://www.delltechnologies.com/ru-ru/rugged/index.htm