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Weiterentwicklung von Speicher, Prozessor & Computer

Mit der Weiterentwicklung der Busarchitektur hält auch die Prozessorund Chip-Architektur Schritt. Die neuesten Prozessoren nutzen mehrere Kerne pro Prozessor und verfügen über zusätzliche Erweiterungen für 64-Bit-Betriebssysteme, die bei neueren PCs die vorhandene 64-BitArchitektur nutzen.

Die bisherige Beschränkung der 32-Bit-Speicheradressierung von 4 GB besteht somit nicht mehr. Dies ist besonders vorteilhaft für Anwendungen, bei denen große Bilddatenmengen erzeugt werden, wie zum Beispiel bei schnellen Flächen- oder Zeilenkamerasystemen, bei denen der Dateneinzug je Kamera viele hundert Megabyte pro Sekunde umfassen kann. Dabei können auch mehrere Kameras in ein System eingezogen werden und so kommt es bei aktuellen Systemen mitunter zu einigen Gigabyte pro Sekunde an Bildeinzug. Dabei kommen auch Techniken zum Einsatz, die es ermöglichen, diese Daten auf mehrere Rechner zu verteilen. Einzelne Kameras erreichen aktuell Datenraten von nahezu zwei Gigabyte pro Sekunde. Allein um diese Datenraten entgegennehmen zu können, sind teilweise erhebliche Speichervolumina erforderlich.

Ein weiterer Fortschritt ist der Einsatz von Multicore-Prozessoren. Diese nutzen zwei oder mehr CPU Cores auf dem gleichen Chip und vervielfachen so die Leistungsfähigkeit entsprechend der Zahl der Cores.

Für eine Leistungssteigerung sind jedoch noch andere Punkte zu beachten. Erstens benutzt jeder einzelne Kern in einem Multicore-Prozessor die selbe Speicherbandbreite. In vielen Hochgeschwindigkeitsanwendungen bestimmt daher die Speicherbandbreite die Grenze des Leistungsvermögens. Zweitens können bei Multicore-Prozessoren verschiedene Anwendungen auf verschiedenen Kernen ausgeführt werden. Für Bildverarbeitungszwecke ist es jedoch oft wünschenswert, alle vorhandenen Prozessorkerne für eine Anwendung einzusetzen. Hierzu muss die Anwendung besonders codiert sein, was als Multithreading bezeichnet wird. Somit wird die Anwendung in verschiedene Elemente aufgeteilt, die dann gleichzeitig auf allen vorhandenen Prozessorkernen laufen. Dies erfordert allerdings Aufgaben, die sich parallelisieren lassen.

Bei manchen Anwendungen ist ein schnelles Speichern auf einer Festplatte erforderlich. Da bei den Zugriffsgeschwindigkeiten erhebliche Unterschiede bestehen, kann die Auswahl der richtigen Platte bei solchen Anwendungen entscheidend sein. Hier müssen eine RAID-Architektur oder ein SSD-basiertes System genutzt werden, um die Datenraten zu erzielen, die für die Abspeicherung von eventuell unkomprimierten Bilddaten in Echtzeit notwendig sind.