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Diagramm 18-2006
 
Diagramm 18 – 2006
Hier wurde eine »Schachmaschine« demontiert. Wie zerlegte Weiß am Zuge die misslungene schwarze Partieanlage?
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Rochade-EuropaPeter Schreiner
 
 
Ein Dual-System in der Praxis - Teil 2
besprochen von Peter Schreiner - März 2001
 
 
Deep Junior, Deep Fritz, Deep Shredder ...
Fritz, Shredder oder Junior gehören zu den etablierten Programmen und repräsentieren bereits in den Single-Prozessor-Versionen Computerschach auf höchstem Niveau. Von Fritz und Junior gibt es seit einiger Zeit speziell auf die erweiterten Möglichkeiten von Mehrprozessorsystemen angepasste Varianten, die in Erinnerung an den jetzt schon legendären Parallelrechner Deep Blue mit dem Zuwachs "Deep" gekennzeichnet sind. In Kürze wird es auch den Computerschachweltmeister Shredder in einer optimierten Version geben, die ebenfalls mit dem Namenszusatz "Deep" daher kommt. Was kennzeichnet nun die parallelisierte Schachsoftware?
 
Die Ausführungsgeschwindigkeit und damit die Rechentiefe lässt sich durch die geschickte Verteilung auf mehrere Prozessoren steigern. Für ein Schachprogramm bedeutet höhere Rechentiefe bis auf wenige Ausnahmen immer auch höhere Spielstärke. Entscheidend ist neben einer hohen Grundqualität des Schachprogramms vor allem der Parallelalgorithmus, damit das System optimal genutzt werden kann.
 
So gibt es z.B. in jeder von einem Schachprogramm untersuchten Position verschiedene legale Züge. Anstatt diese nacheinander abzuarbeiten, können Sie auf einem Parallelsystem gleichzeitig bewertet werden. Es liegt auf der Hand, dass damit der Zeitaufwand für die Bewertung einer Stellung stark reduziert wird und dass das Programm höhere Suchtiefen erreichen kann. Natürlich resultiert aus 2x700 MHz nicht automatisch eine Gesamtperformance von 1,4 GHz. Einige Leistung geht für den Parallelalgorithmus verloren, der die Rechenaufgaben des Schachprogramms möglichst optimal auf die vorhandenen Prozessoren verteilt und dann die Ergebnisse wieder zusammenführt. Auch der Zugriff auf die gemeinsam genutzten Komponenten wie Festplatte, RAM usw. führt zu einem Verlust.
 
Prüfen wir zunächst den Performanceunterschied von Deep Fritz auf einem Single-System mit PIII/700 MHz + 128 MB für die HashTables und dem Dual-System mit zwei PIII/700 MHz-Prozessoren. Dies kann man relativ leicht überprüfen, in dem man den Einstelldialog für die Deep-Fritz-Engine aufruft, den Parameter "Threads" auf den Wert 1 einstellt und so den Parallelalgorithmus abschaltet. Damit kann man die Performance des Programms auf einem Prozessor in ansonsten identischer Umgebung simulieren und anschließend mit den Resultaten auf zwei Prozessoren direkt vergleichen.
 
Diagramm 1
 
 Mit 1...Sxa3!! schafft sich Schwarz zwei verbundene Freibauern und gewinnt nach 2.Lxa3 Sb5 3.Lc1 Sxc3 4.Se2 Sb1 0-1.
 
Die Single-Prozessor-Version von Deep Fritz benötigt auf einem PIII/700 MHz + 128 MB HashTables 5:47 Minuten, während die Engine mit zwei PIII/700 und gleich großen HashTables lediglich 2:39 Minuten benötigt.
Diagramm 2 In dieser Stellung gewinnt der Nachziehende mit 1...Sxg4!
 
Deep Fritz benötigt auf einem einzelnen 700 MHz-Prozessor 5:16 Minuten, um den Schlüsselzug aufzuspüren, während er kräftig mit zwei Prozessoren "gedopt" und in dieser Stellung mit durchschnittlich 1,1 Millionen bewerteten Stellungen pro Sekunde (!) auf den zwei PIII/700 MHz lediglich 2:54 Minuten auf dem Rechner benötigt.
 
Diagramm 3Die exponierte Stellung des schwarzen Königs am Damenflügel gibt Weiß die Gelegenheit zu dem taktischen Schlag 1.Txa6!, in der Hauptvariante geht es mit 1...bxa6 2.Sxd6+! cxd6 3.Da8+ Kc7 4.Da7+ Kc8 5.Dxa6+ Kb8 6.La7+ Kc7 7.Lb6+ Kc6 8.La5+ Kd7 9.Db7+ Ke8 10.Db8+ Sc8 11.Dxc8+ Ke7 12.Te1+ De6 13.Dxe6 Matt weiter.
 
Auch in dieser Stellung liegt die Dual-Version bei dem Aufspüren des Schlüsselzuges mit 2:34 Minuten gegenüber 3:32 Minuten der Single-Prozessor-Version deutlich vorne, allerdings ist der Unterschied geringer als in den vorigen Beispielen.
 
Anhand der Beispiele wird klar, dass der in Deep Fritz zum Einsatz kommende Parallelalgorithmus offensichtlich sehr effizient arbeitet. Die Unterschiede und der Schwankungsbereich sind aber stark von der Komplexität der jeweiligen Position abhängig. Im Durchschnitt kann man anhand dervon mir durchgeführten Testüberprüfungen von einem Geschwindigkeitszuwachs von 70-80% im direkten Vergleich, manchmal auch mehr, zu einem adäquat ausgestatteten Single-System ausgehen.
 
In Anbetracht der Tatsache, dass Intel massive Preissenkungen angekündigt hat und die von uns eingesetzten PIII/700 MHZ-Chips mittlerweile schon unter der Einstiegsgrenze liegen, wird deutlich, dass beim Einsatz von schnelleren Chips mit entsprechender optimierter Schachsoftware noch drastische Zuwächse bei der Geschwindigkeit möglich sind, die deutlich über den Möglichkeiten aktueller Single-Prozessor-Systeme liegen.
 
Bei den Single-Prozessor-Systemen haben die Athlon-Chips vom AMD dem langjährigen Marktführer den Rang abgelaufen. Mittlerweile kann man AMD-Prozessoren über der 1 GHz-Grenze recht günstig bekommen. Zur Zeit dieses Artikels kostete eine 1,1 GHz-CPU von AMD um die 600,-DM, also ca. 150,-DM günstiger als die in etwa vergleichbar getaktete Intel-CPU. Der Preis für zwei 700 PIII/MHz lag zum gleichen Zeitpunkt etwa knapp 200,-DM über der superschnellen AMD-CPU, die Mehrkosten für ein Dualboard noch nicht eingerechnet.
 
Die Kombination Dualrechner + entsprechend optimiertes Programm zeigt sich aber überlegen. Vergleichen wir daher einmal die Zeiten von Deep Fritz, welcher auch auf Single-Prozessor-Systemen hervorragend läuft, auf dem von uns benutzen Dualrechner mit zwei PIII/700 MHZ-Prozessoren mit einem aktuellen Single-System der Spitzenklasse (1,1 GHz-CPU von AMD):
 
Diagramm 4Tchoudinovskikh - Merchiev
UdSSR, 1987
Weiß gewann die Partie mit dem Läuferopfer 1.Lxh6!! Nach 1...gxh6 2.g7 Le7 3.Txe5 d5 (3...Lg5+ 4.Txg5 hxg5 5.Dxg5 und 6.Dh6, oder 3...dxe5 4.Db3+ Kh7 5.Df7) 4.Lh5 Lg5+ 5.Txg5 hxg5 6.Dxg5 gab Schwarz die Partie auf.
 
Auf einem Rechner mit einer AMD-Athlon 1,1 GHz CPU findet Deep Fritz das Läuferopfer nach 70 Sekunden. Auf den beiden "alten" PIII/700ern von Intel demonstriert Deep Fritz die Qualitäten des offensichtlich sehr effizient arbeitenden Parallelalgorithmus und benötigt für die Lösung lediglich 44 Sekunden. Ähnlich verliefen alle Vergleiche, bei denen das Programm auf den beiden relativ langsamen Chips deutlich bessere Lösungszeiten vorzuweisen hat.
 
 
Pro und Contra
Vorab möchte ich anmerken, dass es uns nicht darum geht, Single-Prozessor-Systeme mit den immer erschwinglicher werdenden CPUs im GHz-Bereich madig zu machen. Fakt ist, dass die meisten (nicht parallelisierten) aktuellen Schachprogramme auf einem Single-System mit z.B. einer der Top-CPUs von AMD etwas schneller laufen als auf einem Parallelrechner. Andererseits beweisen die Beispiele, dass entsprechend optimierte Schachsoftware auf Dualrechnern mit relativ langsamen CPUs für einen relativ geringen Aufpreis den schnellsten Single-Systemen das Nachsehen gibt.
 
Da Intel aufgrund der starken Drucks der Mitbewerber laufend die Preise senkt, sind Dualsysteme mit 1 GHz-Chips von Intel in Kürze ebenfalls erschwinglich. Ich gehe davon aus, dass es noch einige Zeit dauern dürfte, bis ein Single-System die entsprechende Rechenpower der Kombination Dualrechner + Parallelschachsoftware erreichen wird. Kurz vor Redaktionsschluss haben wir noch eine frühe Beta von Deep Shredder erhalten. Auch das aktuelle WM-Programm liegt jetzt in einer für Parallelrechner optimierten Version vor, wir sind sicher, dass im Laufe dieses Jahres noch weitere Parallelprogramme auf den Markt kommen werden.
 
Ein weiteres Plus eines Dual-Systems ist die flexible Handhabung, die wir zu Beginn des Artikels angesprochen haben. Es ist sehr praktisch und auch für viele Anwender interessant, wenn man mit dem Rechner vernünftig weiterarbeiten kann, während das Schachprogramm ohne relevante Geschwindigkeitseinbußen knifflige Stellungsprobleme analysiert. Ein Dualsystem bietet eine universelle Plattform, um die Vielzahl der verfügbaren Schachengines optimal zu testen.
 
Mich persönlich hat besonders das in der Einleitung angesprochene "Killerfeature" beeindruckt, die erweiterte Autoplayerfunktion von Shredder 5.0 und den aktuellen CB-Programmen. Nehmen wir an, Sie möchten Shredder 5.0 gegen eine der zahlreichen Top-Engines von ChessBase testen. Um wirklich aussagekräftige Ergebnisse zu erzielen, benötigten Sie bisher für jedes Programm einen eigenen PC, mit Hilfe des Autoplayers 232 wurden über die serielle Schnittstelle die Züge ausgetauscht und vollautomatisch Partienserien abgespult.
 
Von unserem Mitarbeiter Stefan Meyer-Kahlen (der Autor von Shredder) stammt eine Erweiterung des Autoplayer-Protokolls, das erfreulicherweise auch von ChessBase übernommen wurde. Damit ist es jetzt möglich, auf einem einzigen Dualrechner Autoplayerpartien ohne relevante Performanceverluste zu spielen. Jedes der beiden Schachprogramme nutzt eine CPU und greift auf die zugewiesenen Ressourcen weitgehend uneingeschränkt zu. Auch Permanent Brain, also die Möglichkeit, während der Bedenkzeit des Gegners an der aktuellen Stellung weiterzurechnen, funktioniert einwandfrei, wie wir in diversen Testmatches zwischen Shredder 5.0 und CB-Fritz, Nimzo 8.0, Hiarcs 7.32 usw. feststellen konnten.
 
Zuerst gilt es, kleinere Vorbereitungen zu treffen. Stellen Sie sicher, dass Sie eine möglichst aktuelle Version des CB-Interfaces mit dem neuen Autoplayertreiber 1.0 installiert haben. Das Update können Sie z.B. bei ChessBase unter www.chessbase.com downloaden. Prüfen Sie dann die Version des Autoplayertreibers, am einfachsten schauen Sie unter dem Menüpunkt "Extras/Hardware anschließen" nach. Befindet sich in der Auswahlliste der Treiber "Auto232 - 1.0", steht einem Match gegen Shredder 5.0 nichts mehr im Weg.
 
Die Inbetriebnahme dieses innovativen Features ist einfach:
  1. Starten Sie Shredder 5.0 und das CB-Programm, z.B. Fritz 6, und ordnen Sie beide Programme so auf dem Screen an, dass die relevanten Informationen beider Programme angezeigt werden.
  2. Starten Sie jetzt die Autoplayerfunktion von Shredder 5.0 unter dem Menüpunkt "Modus/Autoplayer starten." Wählen Sie die Shredder 5-Engine aus der Auswahlliste aus und stellen die gewünschte Größe der HashTabellen ein. Danach erscheint eine Dialogbox mit der Bezeichnung Autoplayer starten. Aktivieren Sie jetzt die Funktion "Slave" und danach die Option "Netzwerk." Wichtig: warten Sie noch mit der Bestätigung, bzw. starten Sie noch nicht mit einem Mausklick auf OK!
  3. Wechseln Sie jetzt zu Fritz 6 und aktivieren bei diesem den Autoplayermodus über "Datei/Neu/Zwei PCs gegeneinander", alternativ und schneller geht es mit dem Hotkey STRG+ALT+J.
    In der Dialogbox "Gerät auswählen" wählen Sie den Treiber "Auto232 - 1.0" aus.
  4. Nachdem der Treiber aktiviert wurde, aktivieren Sie die Option "Pipe Server" und geben in der Eingabezeile daneben einfach einen Punkt ein. Die Dialogboxen beider Programme sind noch geöffnet.
  5. Bestätigen Sie nun zuerst den Autoplayerdialog von Shredder 5.0 mit OK und starten danach sofort die Autoplayerfunktion des ChessBase-Programms mit OK. Geben Sie jetzt noch den Namen des beteiligten Programms ein und dann kann es losgehen.
Ich bereue es nicht, dass ich mich für den Dualrechner entschieden habe. Die konzeptionellen Vorzüge dieses Systems sind trotz der Mehrkosten unter den bereits beschriebenen Aspekten einfach überzeugend. Unter dem Gesichtspunkt Flexibilität ist das Dualsystem unschlagbar und mit optimierter Schachsoftware lässt der Rechner trotz der im Vergleich zu den AMD-CPUs relativ "langsamen" Intelchips jedes Single-Prozessor-System alt aussehen. Mit Deep Fritz, Deep Junior und Deep Shredder stehen mittlerweile drei Top-Programme und damit eine gute Auswahl für diese Plattform zur Verfügung. Wir sind davon überzeugt, dass in Kürze andere Anbieter nachziehen werden.
 
Peter Schreiner
 
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