Kloksnelheid voor realtime audio processing

[htevents]

Hallo allemaal,

Momenteel ben ik aan het experimenteren om DAW software (Studio One van Presonus) als live digitale mixer te kunnen gebruiken. Om dit te bereiken heb ik uiteraard per microfoon/instrument een audio kanaal in de software en een paar mixbussen, waar meerdere microfoons/instrumenten in samenkomen, welke daarna naar de master kanaal gaan (simpel uitgelegd). Per audio kanaal kan ik effecten (plugins) gebruiken, zoals equalizers, compressoren, etc. Al deze plugins eten een stukje CPU weg, dus hoe meer plugins ik gebruik, hoe hoger mijn CPU load.

Naar wat zoekwerk, lijkt het er sterk op dat de processing van plugins die in serie staan op hetzelfde kanaal, allemaal in dezelfde kern (single-core) plaatsvind. Dus alle plugins op kanaal 1 worden in (bijvoorbeeld) kern 1 geprocessed, alle plugins op kanaal 2 in kern 2, enz. Afhankelijk van hoeveel kernen je hebt en hoeveel kanalen je gebruikt, zal die de kanalen op de kernen proberen te verdelen.

Goed, lang verhaal kort: realtime processing van audio berust vrijwel enkel op processort kracht/snelheid en veel minder op RAM. Nu zie ik bijvoorbeeld bij een aantal Mac Mini's van een paar jaar geleden een i3 processor met 3.6 GHz of een i5 processor met 2.5 GHz.

Nu weet ik dat deze cijfers alleen niks zeggen, maar het gaat in dit geval om ruim 1 GHz meer bij de i3 t.o.v. de i5.

Ik lees dan dat overall een i5 beter is dan een i3, ook al heeft de i5 een (iets) lagere kloksnelheid, maar hoe zit dat dan als je juist puur kloksnelheid nodig hebt voor realtime audio processing?

Ik hoop dat jullie me wijzer kunnen maken.

Alvast dank

[White Feather]

Een cpu heeft meerdere snelheden.

Een basissnelheid, dat is de snelheid die hij op alle cores tegelijk, onder de zwaarste x% belasting kan halen binnen zijn TDP (zijn vermogensbandbreedte).

Een turbo-snelheid, dat is de snelheid die hij maximaal kan halen, indien hij niet te warm wordt (hij kan het ook niet altijd voor lang.) dat is vaak ook niet op alle cores tegelijk.

Wikipedia: Mac Mini

Voor de 2018-versie:
“3.6 GHz (Core i3) or 3.2 GHz (Core i7, boost to 4.6 GHz)”

De Core i3 heeft 4 cores en de i7 heeft er 6.

Binnen dezelfde TDP heeft de i3 dus meer ruimte en de minimum-snelheid kan daarom hoger liggen.

Als van beide chips echter maar 4 cores in gebruik zijn, zal de i7 de mogelijkheid hebben om hoger te clocken, die heeft immers een turbo en een i3 niet. De i7 kan dus ook die 3,6 Ghz halen en waarschijnlijk meer. De i3 zal immers niet de volledige TDP gebruiken op die 3,6 Ghz.

Bovendien zijn de chips in een i7 vaak van wat betere kwaliteit dan die van een i7 en de i7 heeft dan een lager verbruik bij dezelfde belasting als op de i3 en kan daardoor weer sneller clocken binnen de TDP.

Dit laatste kun je ook zien van de cijfers van de i5, die heeft ook 6 cores, maar zowel basissnelheid als turbo is wat lager dan die van de i7. (Let er wel op dat een i7 duurder verkocht wordt dan een i5, dus de i5 wordt ook weer kunstmatiger trager gehouden dan een i7.)

[ Voor 11% gewijzigd door White Feather op 17-08-2023 15:53 ]

[htevents]

Bedankt White Feather, hier kan ik wat mee.

Ik kan hier dus uit opmaken dat ik in mijn situatie hoe dan ook beter voor een i5 (of zelfs i7) kan kiezen, ondanks dat de i5 in mijn voorbeeld op "papier" een lagere kloksnelheid heeft dan de i3?

Dan nog een prangende vraag hier op volgend: in mijn voorbeeld heb ik het over een Mac Mini, echter twijfel ik nog tussen een Mac Mini of een Windows mini pc (met name de HP Prodesk mini series), is een Apple pc efficiënter met processor gebruikt ten opzichte van Windows? Dus zal eenzelfde taak op een Apple pc minder processorkracht gebruiken dan diezelfde taak op een Windows machine?

Geen idee of dat een rare vraag is, maar her en der heb ik eens gelezen dat een Windows machine vaak met hogere specs uitgevoerd moet worden dan een Apple machine om gelijkwaardige prestaties te halen.

[White Feather]

htevents schreef op donderdag 17 augustus 2023 @ 16:34:
Bedankt White Feather, hier kan ik wat mee.

Ik kan hier dus uit opmaken dat ik in mijn situatie hoe dan ook beter voor een i5 (of zelfs i7) kan kiezen, ondanks dat de i5 in mijn voorbeeld op "papier" een lagere kloksnelheid heeft dan de i3?

Klopt.

Dan nog een prangende vraag hier op volgend: in mijn voorbeeld heb ik het over een Mac Mini, echter twijfel ik nog tussen een Mac Mini of een Windows mini pc (met name de HP Prodesk mini series), is een Apple pc efficiënter met processor gebruikt ten opzichte van Windows? Dus zal eenzelfde taak op een Apple pc minder processorkracht gebruiken dan diezelfde taak op een Windows machine?

Geen idee of dat een rare vraag is, maar her en der heb ik eens gelezen dat een Windows machine vaak met hogere specs uitgevoerd moet worden dan een Apple machine om gelijkwaardige prestaties te halen.

Dat gaat eigenlijk alleen op als er sprake is van een ARM-cpu, die ze nu sinds een aantal jaren bij Apple gebruiken. In die chip zitten allerlei versnellers voor werken met video bv.

Als je software hebt die hier goed gebruik van maakt, kun je daarmee een flinke versnelling bereiken. Echter zijn dat wel vaak specifieke pakketten, dus die moet je maar net gebruiken/fijn vinden.

Maar de reguliere Intel-cpu's die bij Apple gebruikt worden, zullen nagenoeg hetzelfde presteren als in een Windows-pc. Wel is het geheugengebruik bij Apple minder, waardoor je vaak wat minder geheugen nodig hebt.

Maar geheugen kost geen bal (als je het tenminste los koopt) en Apple is bijna per definitie wel duur qua upgrades.

Als je niet specifiek software gebruikt die gebruikt maakt en geoptimaliseerd is voor Apple, dan zou ik lekker een pc nemen.

[htevents]

White Feather, je bent een held, dankjewel voor de uitgebreide info.

[Admiral Freebee]

Verder mag je niet enkel kijken naar de kloksnelheid maar ook naar de prestaties per kloktik. Recentere CPU architecturen zijn efficiënter en kunnen meer uitvoeren per kloktik, de zogenaamde ipc (instructions per clockcycle). In hoeverre architectuurverbeteringen van toepassing zijn op jouw software weet ik niet maar er kan wel een substantieel verschil zitten tussen generaties.

Tenslotte denk je aan een mini pc. Dat betekent minder goede koeling dan een desktop en geen garantie dat boostsnelheden lang aangehouden kunnen worden. De boostsnelheden worden enkel gehaald als er plek voor is binnen de geconfigureerde TDP limieten (het gemiddelde verbruik over een periode), de stroomlimieten, de thermische limieten (wordt de CPU niet te warm) en de beperkingen van de CPU (all core boost kan lager zijn dan de boost van één core bijvoorbeeld).

Mini pc's en laptops gaan soms lager geconfigureerde TDP's hebben of sneller de thermische limieten bereiken en dus misschien niet dezelfde prestaties halen als dezelfde CPU in een andere (mini) pc.

[bwerg]

Daar komt nog bovenop: bij recente series (zowel Intel als AMD) liggen de (turbo)kloksnelheden in het hele bereik van i3 tot i9 relatief dicht bij elkaar. Oftewel, als een i3 merkbaar te trage single-core prestaties heeft dan heeft een i9 dat waarschijnlijk ook. Een i3 13100 op 4,5GHz en een i9 13900K op 5,8GHz, dat is 29% hoger voor bijna vier keer de prijs. De hogere segmenten hebben tegenwoordig eigenlijk vooral meerwaarde in het aantal cores.

Of Intel of AMD interessanter is is ook nog een vraag, daar kan soms een groot verschil in zitten en dat kan twee kanten op.

Naast kloksnelheid en architectuur zijn er trouwens nog meer verschillen zoals de hoeveelheid cache, maar het verschilt per applicatie hoeveel effect dat heeft op de prestaties. Een gefundeerd gokje is dat cache in audioverwerking geen biet uitmaakt (tracks worden vooral lineair doorlopen, i.t.t. data in games die kris-kras door elkaar wordt benaderd), als je dat echt 100% zeker wil weten heb je benchmarks nodig. Dan nog: vergeleken bij kloksnelheid en architectuur is het effect van cache doorgaans kleiner, op enkele extreme uitzonderingen na.

Admiral Freebee schreef op zondag 20 augustus 2023 @ 08:34:
Mini pc's en laptops gaan soms lager geconfigureerde TDP's hebben of sneller de thermische limieten bereiken en dus misschien niet dezelfde prestaties halen als dezelfde CPU in een andere (mini) pc.

Ik weet niet of deze PC ook nog gebruikt gaat worden daar waar opnames gemaakt worden, maar anders is vooral de geluidsproductie van gerbrekkige koeling een dingetje natuurlijk.

Als dat niet zo is en voor het luisteren gebruik je een koptelefoon dan is wat ventilator-gezoem natuurlijk geen probleem.

Als dat wel zo is, dan is een iets-meer-dan-mini-PC wel handig, waardoor er in ieder geval een beetje een fatsoenlijk koelblok op de CPU past met een grote ventilator. Een 120mm-fan op laag toerental is veel stiller bij dezelfde koelcapaciteit dan zo'n mini-ventilator met slakkenhuiskoeler in een mini-PC.

En inderdaad, in een mini-PC maakt de CPU eigenlijk helemaal niks meer uit, zolang het maar een recente generatie is. De kloksnelheid wordt toch volledig door de koelcapaciteit bepaald, niet door het CPU-model.

[ Voor 7% gewijzigd door bwerg op 20-08-2023 22:13 ]

[Admiral Freebee]

Ik ben sowieso niet erg bekend met de software. Volgens de fabrikant zijn de minimum eisen voor Windows:

Windows 10 20H1 (64-bit only) or Windows 11 (64-bit only)
Intel® Core™ i3/AMD A10 processor or better

Voor MacOS:

macOS 10.14 or higher (64-bit only)
Intel Core i3 or better (Native support for Apple Silicon)

Erg vaag dus Ik denk dat je vooral de vraag moet stellen hoeveel kanalen je gaat gebruiken (wat lijkt te vertalen naar het aantal cores dat je nodig hebt) en hoeveel filters je denkt toe te passen. Als het allemaal erg minimaal is dan kan je wellicht eens experimenteren met een eenvoudig (lees: goedkoop) toestel. Misschien heb je wel de mogelijkheid om eens te experimenteren met je desktop?

Je lijkt vooral bezorgd te zijn over de CPU load op één core wat impliceert dat je weinig kanalen wil gebruiken maar veel effecten?

Tenslotte lijkt de fabrikant te zeggen dat MacOS mogelijk minder tuning vereist om het meeste uit de CPU te halen:
Knowledge base artikel van Presonus

macOS does not normally need as much tuning as Windows.

[htevents]

Dank allemaal voor de goede info.

De reden om voor een mini pc te kiezen is de form-factor. Makkelijk in een kleine, niet te zware flightcase te verwerken. In de flightcase komen wel een aantal low-noise ventilatoren, maar ik snap dat dat altijd minder doet dan actieve koeling in een "normale" dekstop behuizing. Het wordt in een live situatie gebruikt, waarbij een live band staat te spelen, dus over fan-noise ben ik eigenlijk niet bezorgd, tenzij het als een straaljager is die opstijgt

De reden dat ik "bezorgd" ben over de CPU load per core is voornamelijk omdat Audio processing in serie is en ik toch een kleine 3 a 4 processing plugins per kanaal gebruik.

Aantal kanalen zijn ±20 kanalen, plus een aantal bussen, waar ook 2 a 3 processing plugins per bus gebruikt worden.

Wat betreft tuning, het zal uiteraard een schone Windows install zijn, waarop bepaalde dingen misschien iets getuned worden. Er komt verder niks anders op die pc, behalve audio.

De mimimum systeemvereisten van de software zeggen niet zoveel, omdat het heel erg breed gebruikt kan worden. Je kunt simpel opnemen en editen, maar je kunt er ook uitgebreid in afmixen en masteren, of zelfs zoals ik het wil gebruiken, realtime processing. Met dat laatste heb je veel CPU kracht nodig.

[htevents]

Ondanks dat er andere opties zijn wil ik even wat expertise over een tweetal processoren.

De i5-8500t vs. de i7-6700t

De 6700t lijkt op papier wat beter, maar is dat in de praktijk zo? Met name met mijn doel?