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Orchestrazione Virtuale e risorse hardware (I).

(I) Unità di memoria

 

In ambito di orchestrazione virtuale, per ottenere la massima efficienza da un sistema informatico (composto da computer più periferiche di vario tipo), si dovrà tenere conto di tre componenti principali:

  • il software per la gestione dei progetti (sequencer come Cubase, Logic, ecc o programmi notazionali quali Finale e Sibelius);
  • il materiale audio prodotto durante la realizzazione del progetto (contenuto dalla “Cartella Progetto” di Cubase o altro software);
  • le librerie di campionamenti orchestrali;

Ognuna di queste componenti, durante il funzionamento simultaneo andrà ad impegnare le risorse hardware (processore, memoria ram e unità di archiviazione) secondo modalità e, soprattutto, quantità di dati differenti. Nell’esecuzione dei progetti, oltre al processore, la componente sottoposta alla maggior quantità di lavoro è l’unità di memoria (generalmente indicata come hard disk) in quanto, in molte situazioni (ad esempio durante l’esportazione audio ottenuta da tracce midi)  dovrà occuparsi simultaneamente della corretta esecuzione dei campioni e della creazione dei file audio. Quindi, in riferimento alle unità di memoria e dovendo stabilire una “classifica” relativa al carico di lavoro, possiamo posizionare le tre componenti nel seguente ordine, partendo da quella più impegnativa:

  1. le librerie di campionamenti orchestrali;
  2. il materiale audio;
  3. il software per la gestione dei progetti.

In base a queste considerazioni ne consegue che:

  • una sola unità di memoria o hard disk risulterà inadeguata a gestire simultaneamente i tre flussi di dati, tanto più durante l’esecuzione di progetti complessi (a meno che non vengano utilizzate librerie di prima generazione realizzate a partire dagli anni ’90, quali “Miroslav Philarmonik”, “Classical collection”, Garritan);
  • per  ottenere la massima efficienza, un sistema dedicato all’orchestrazione virtuale dovrà disporre di più unità di memoria in cui distribuire le tre “componenti” sopra descritte.

Quindi sarà opportuno che un sistema minimo preveda almeno due unità, possibilmente interne, di cui la prima riservata al software (sistema operativo, applicazioni musicali) e alla cartella progetto, la seconda dedicata esclusivamentealla gestione ed esecuzioni dei campionamenti orchestrali. Nel caso di utilizzo di un computer laptop dovremmo ricorrere ad una unità esterna su cui collocare le librerie. Un sistema più adeguato includerà un’unità riservata alle cartelle progetto (comunque consigliato, vista anche la possibilità di rottura dell’unità principale!) e proseguendo oltre, più unità in cui distribuire le varie librerie.

Vediamo ora in sintesi le tipologie di unità di memoria soffermandoci sulle differenze fra hard disk tradizionali (HDD) e quelli di nuova concezione a stato solido (SSD).

Un HD da 3,5″ con velocità di rotazione di 7200 giri (da preferire sempre a quella di 5400) in teoria può raggiungere una velocità di trasferimento dati pari a 100-150 MB/s, mentre un SSD è in grado di trattare i dati, sia in ingresso che in uscita ad una velocità di diverse centinaia di MB/s, in media tra i 200 e i 500 MB/s. Questa notevole differenza è dovuta principalmente alla differente tipologia dei componenti utilizzati.  Come evidenziato dalla figura seguente, l’hard-disk (HDD) tradizionale si compone di una serie di dischi impilati che ruotano ad altissima velocità e di un “braccio” mobile dotato di testina di lettura, che ha il compito di “scrivere” e “leggere” i dati provenienti dagli altri componenti del computer. Gli “Hard Disk”, quindi, basano il loro funzionamento su un sistema meccanico la cui velocità ed efficienza resta proporzionale alla quantità di dati memorizzati, alla loro distribuzione nei dischi e quindi agli spostamenti necessari al braccio meccanico per compiere le operazioni di scrittura e lettura.  Le unità a stato solido (SSD), invece, si compongono di “chip” di memoria flash, simili a quelli della memoria RAM ma in grado di conservare i dati anche dopo lo spegnimento del computer. Ne consegue che l’assenza di parti meccaniche consente di trasferire i dati molto più rapidamente, oltre ad allungare la durata stessa dei componenti, a causare un minore riscaldamento e a occupare minore spazio.

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D’altra parte, un lato negativo degli SSD è sicuramente rappresentato  dal costo ancora alto, almeno per quanto riguarda i tagli oltre i 500 GB, mentre gli hard disk offrono memorie sempre più capienti (attualmente fino ad 8 TB) ad un prezzo sempre più vantaggioso. Quindi, in ambito di orchestrazione virtuale, allo stato attuale, considerando una disponibilità di budget media e tenendo conto della necessità di trasferire ad alta velocità notevoli flussi di dati (campionamenti orchestrali)  potremmo valutare una soluzione di compromesso, affidando ad unità a stato solido librerie “impegnative” come, ad esempio,  le EastWest serie “Hollywood”, Orchestral Tools serie “Berlin”, Spitfire Audio serie BML, le librerie Vienna, dedicando gli hard disk tradizionali, purché di ultima generazione (interfaccia SATA 3 e 7200 giri) alle librerie meno esigenti in quanto a velocità di lettura dei dati, come Spitfire serie “Albion”, le serie prodotte dalla ProjectSam, e alcune serie della 8Dio.

Attualmente vi sono molte offerte riguardanti computer che prevedono due unità interne di cui la principale, in forma di SSD, destinata al sistema operativo e in generale alle applicazioni, la seconda, di tipo tradizionale (HDD) e più capiente, dedicata all’archiviazione dei file. Nelle applicazioni musicali, sempre per le ragioni sopra descritte, sarà opportuno invertire l’utilizzo dei due tipi di unità: sarà comunque preferibile, infatti, attendere qualche secondo in più l’apertura del software in cambio di una esecuzione ed esportazione dei progetti priva di difetti e di problematiche relative alla componente audio.

Un’alternativa alle unità esterne è rappresentata dalla nuova tecnologia Thunderbolt (attualmente giunta alla versione 3), impiegata nei computer Mac di ultima generazione e inclusa anche in alcuni  tra i più recenti PC. Si tratta di un’interfaccia in grado di raggiungere velocità elevatissime (40 Gbps “teorici”) e collegare dispositivi di vario tipo, display, schede audio e appunto unità di memoria esterne.

Nell’immagine seguente un box esterno con interfaccia Thunderbolt, comprendente un gruppo di quattro unità, collegate tra loro in modo da formare un sistema RAID, in grado di utilizzare e gestire il gruppo come una singola unità, e di raggiungere velocità di 800 MB/s, nel caso si includa di unità di tipo ssd.

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Restando nell’ambito delle unità esterne troviamo l’interfaccia USB, che in tempi recenti ha prevalso definitivamente sul rivale Firewire grazie all’efficienza della nuova versione USB 3.0. e che resta la più utilizzata. Anche in questo caso, se utilizzata per lo streaming dei campionamenti orchestrali, l’unità di memoria dovrà garantire prestazioni più elevate. In caso di utilizzo di hdd converrà orientarsi sempre verso dischi da 3,5 pollici con velocità di rotazione di 7200 giri e interfaccia Sata 3 ( 6 Gbps), che dovranno essere alloggiati in box forniti di alimentazione diretta (vedi immagine sotto).

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Assolutamente inadatti, invece, i piccoli hd portatili, con velocità di 5400 giri, e alimentati dallo stesso cavo usb, più indicati per la normale archiviazione e backup di file

 

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Recentemente sono comparsi anche degli ssd in formato portatile con interfaccia usb3, notevolmente più veloci dei precedenti, anche se non raggiungono le prestazioni dei rispettivi modelli interni.

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Infine, tornando all’interno del computer troviamo le unità a stato solido montate su scheda Pci Express, in grado di raggiungere prestazioni tra le più elevate in assoluto (personalmente ne utilizzo una dedicata alle librerie EastWest serie Hollywood). Attualmente ancora molto costose, queste schede combinano la velocità dei chips di memoria flash e la larghezza di banda del bus Pcie, arrivando a superare agevolmente velocità di trasferimento dati di 1000 MB/s, sia in lettura (dato che interessa maggiormente l’utilizzo nell’orchestrazione virtuale) che in scrittura (nella foto una scheda prodotta dalla OCZ serie Revodrive).

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Sistemi più evoluti (e molto più dispendiosi) prevedono l’impiego simultaneo di più computer collegati fra loro. Il vantaggio di tali sistemi è appunto quello di sfruttare le risorse hardware di ogni macchina allo scopo di favorire e velocizzare il playback e la registrazione audio di brani orchestrali complessi. Ogni sistema dovrà includere un computer primario (Master) la cui Daw (Cubase, Logic, ecc) servirà a gestire il “progetto” di orchestrazione virtuale comprendente le tracce midi e audio e uno o più computer secondari (Slave) dedicati esclusivamente all’esecuzione degli strumenti virtuali.

Essenzialmente vi sono due procedure per interfacciare tra loro più computer:

  • collegamento tramite connessioni separate midi e audio (preferibilmente digitali);
  • collegamento tramite connessione Gigabit Ethernet gestita da apposito software.

Il primo tipo presenta un interfacciamento piuttosto complesso in quanto implica una “gestione individuale” di ogni computer, che dovrà essere dotato di propria scheda audio e periferiche essenziali (monitor, tastiera e mouse). In questo sistema i dati midi provenienti dalla Daw principale verranno eseguiti dalle macchine secondarie, i cui segnali audio in uscita torneranno alla Daw per la registrazione delle tracce audio finali. Sarà opportuno che le connessioni audio restino nel dominio digitale (in formato adat o spdif) per evitare perdite qualitative, perciò, almeno la daw principale dovrà essere dotate di scheda audio con molteplici connessioni digitali, oppure in sostituzione potrà essere utilizzato un mixer digitale.

Esempio di utilizzo di un sistema di quattro computer  collegati tramite connessioni midi e audio (analogiche e digitali)

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Il secondo tipo di interfacciamento è basato invece sull’impiego della connessione Gigabit Ethernet e un software di gestione chiamato Vienna Ensemble Pro ideato dal produttore di Librerie orchestrali Vienna. In questo sistema la rete di computer viene gestita come se fosse un’unica macchina. La connessione ethernet consente di trasferire dati midi e segnali audio attraverso un unico cavo. Inoltre, i computer slave con i relativi Virtual Instrument, collegati tramite uno “switch” (vedi figura seguente) potranno essere gestiti direttamente dalla daw principale senza bisogno di ulteriori schede audio, monitor e tastiere. In futuro, a questo sistema verrà dedicato un articolo specifico.

Utilizzo di un sistema di più computer  tramite connessione ethernet e software Vienna Ensemble Pro (www.vsl.co.at)

 

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