Mehr auf dem Schirm: Multi-Display-Lösungen mit Thin Clients

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1 Mehr auf dem Schirm: Multi-Display-Lösungen mit Thin Clients Arbeitsplätze mit zwei oder mehr Bildschirmen etablieren sich zunehmend auch im Server-based Computing. Dieses Whitepaper informiert über typische Einsatzszenarien und Wege zur Umsetzung. In zahlreichen Studien nachgewiesene Produktivitätsgewinne zwischen 20 und 50 Prozent beflügeln den aktuellen Trend zu Mehrbildschirmarbeitsplätzen. Mag die Prophezeiung Microsofts, der Arbeitsplatz der Zukunft habe sechs Bildschirme, für viele Unternehmen auch futuristisch anmuten zwei bis vier Monitore je Arbeitsplatz sind bereits in vielen Branchen anzutreffen. Im Finanzbereich werden sogar bis zu acht simultane Displays eingesetzt. Moderne Thin Client-Lösungen machen solche Multi-Display-Architekturen auch im Serverbased Computing möglich. Begriffsbestimmung Angesichts der zahlreichen Multi-Display-Szenarien und einer Fülle damit verbundener Fachwörter, gilt es zunächst, die unterschiedliche Begriffe und Synonyme zu klären: Multi- Screen und Multi-Display meinen dasselbe und bezeichnen im Allgemeinen die Fähigkeit, mehrere Bildschirme gleichzeitig für die Ausgabe grafischer Oberflächen und Inhalte zu nutzen. Die Begriffe Dual-View bzw. Multi-View (auch Dual- bzw. Multi-Clone) beschreiben im Speziellen die doppelte bzw. mehrfache Ausgabe desselben Bildschirminhalts. Dual- bzw. Multi-View: Doppelt und dreifach informieren Thin Clients mit zwei Videoausgängen bieten standardmäßig Dual-View: Dabei wird ein analoger Monitor mittels analoger VGA-Schnittstelle angesteuert und ein zweiter, digitaler Bildschirm über die DVI-Buchse. Erfüllt letztere den DVI-I Standard, überträgt sie zusätzlich auch das analoge Videosignal. In diesem Fall kann mittels Adapterstecker auch ein zweiter VGA-Monitor an den Thin Client angeschlossen werden. Die reine Duplizierung des Videosignals via Dual- bzw. Multi-View ist vorwiegend für Werbe- und Präsentationsterminals, Kassensysteme oder im Bildungsumfeld von Interesse. Produktivitätsgewinne durch Dual- / Multi-Head Das am weitesten verbreitete Multi-Display-Szenario heißt Dual- bzw. Multi-Head (auch: Dual- bzw. Multi-Monitor). Diese Begriffe bezeichnen die Erweiterung des Bildschirmbereichs (Desktop) auf zwei oder mehrere Monitore. Anwendungsfenster lassen sich somit über mehrere Screens hinweg ausdehnen und bewegen. Der Dual-Head-Betrieb erzeugt beispielsweise einen virtuellen Desktop von 2048x768 (2x 1024x768) oder 2560x1024 (2x 1280x1024) Bildpunkten. Typische Dual-Head-Szenarien finden sich an Arbeitsplätzen, die den simultanen Zugriff auf DMS- und ERP-System erfordern. Besonders beliebt sind dabei Pivot-fähige Lösungen, die eine Rotation von TFT-Bildschirmen um 90 oder 270 Grad erlauben. Somit können beispielsweise Versicherungsmitarbeiter/-innen eingescannte Gutachten im Din-A4 Format auf einem hochkant ausgerichteten Schirm anzeigen und gleichzeitig auf einem weiteren Monitor in gewohnter Manier mit Word oder dem ERP-System

2 arbeiten. Viele Grafikkarten oder chipsätze erkennen die Rotation des Bildschirms bereits automatisch. Weitere Einsatzbereiche für Dual- bzw. Multi-Head finden sich im Webdesign und der IT- Entwicklung, wo sich Quellcode und Bildschirmlayout von Webseiten und Anwendungen parallel anzeigen lassen. Im Health-Care-Umfeld lassen sich mittels Dual-Head beispielsweise Röntgenbilder und digitale Patientenakte auf zwei Bildschirmen darstellen. Als geradezu unerlässlich gelten Multi-Head-Arbeitsplätze im Finanzbereich, wo Broker neben einschlägigen Geschäftsanwendungen auch aktuelle Kursentwicklungen, Nachrichten und andere Informationen ständig im Blick behalten müssen. Hardwarevarianten zur Umsetzung: Native Dual-Head Die bequemste Lösung für Dual-Head-Anwendungen bieten Thin Client-Modelle, die diese Funktionalität bereits über einen integrierten Grafik-Chipsatz (Native Dual-Head) integrieren. Allerdings sollte ausreichend viel RAM verfügbar sein, damit die Onboard-Grafik auf genügend Videospeicher zurückgreifen kann. Alternative Dual-Szenarien lassen sich über zusätzliche, interne oder externe Geräte erzielen. Diese Lösungen stellen aber besondere Anforderungen an die Thin Client-Hardware und deren Leistungsfähigkeit. Generell ist ein Dual-Head-Betrieb ohne zusätzliche Grafikkarte erst ab einer CPU-Taktfrequenz von mehr als 500 MHz zu empfehlen. Weitere Dual-Head-Lösungen mittels Grafikkarten Im Gegensatz zum Dual-Head kommen Multi-Head-Lösungen in der Regel nicht ohne eine zusätzliche Grafikkarte aus. PCI-Karten versprechen aufgrund ihrer dedizierten Schnittstelle die besten Ergebnisse. Dies gilt insbesondere für Dual- bzw. Multi-Head-Karten, die für den Thin Client-Einsatz optimiert und getestet sind, d. h. einen geringen Strombedarf und eine niedrige Wärmeentwicklung aufweisen. Thin Clients, die keinen freien PCI-Slot bieten, lassen sich gegebenenfalls über die PCMCIAoder USB-Schnittstelle für den Dual-Head-Betrieb aufrüsten. Beide Fälle gehen allerdings zu Lasten der Performance des Thin Client. Zudem ist mit einer unterschiedlichen Ausgabequalität zwischen der internen und zusätzlichen Grafikeinheit zu rechnen. USB- Lösungen liefern in der Regel nur bei USB 2.0 akzeptable Ergebnisse. PCMCIA-Grafikkarten bieten nur Single-Head-Funktion und sind zudem relativ selten. Software- und externe Lösungen Mit Hilfe des neuen VESA-Standards DPVL lassen sich Dual- bzw. Multi-Head-Szenarien auch über einen einzigen Videoausgang umsetzen. Die Software-basierte Technologie erfordert keine spezielle Grafikkarte, dafür aber einen DVI-Ausgang, einen entsprechenden Grafiktreiber sowie DPVL-fähige Bildschirme bzw. DPVL-Boxen, welche die entsprechend kodierten Videosignale dem richtigen Monitor zuordnen. DPVL eignet sich aufgrund der unlimitierten Reihenschaltung von Bildschirmen (Daisy Chain) insbesondere für den Finanzsektor. Eine weitere Dual-Head-Variante bieten Videosplitter. Diese externen Geräte sind insbesondere im Laptop-Umfeld beliebt und teilen eine hohe Grafikauflösung von beispielsweise 2048x768 auf zwei Monitore mit je 1024x768 auf. Dies ist theoretisch auch mit

3 Thin Clients möglich, praktisch gibt es jedoch bisher nur wenige Modelle, die solch hohe Auflösungen unterstützen. Ähnliches gilt für Widescreen-Formate. Nur wenige Modelle offerieren Ausgabeformate mit Seitenverhältnis 16:10, wie zum Beispiel 1680x1050. Besonderheiten in Citrix-Umgebungen Welches Multi-Display-Szenario tatsächlich umsetzbar ist, hängt nicht nur von den Hardware- Fähigkeiten des Thin Clients ab, sondern auch von der Server-Umgebung und den verwendeten Kommunikationsprotokollen. Das im Zusammenhang mit Citrix Presentation Server verwendete ICA-Protokoll unterstützt zwar Multi-Head bis zu einer Gesamtauflösung von 4096x4096 Bildpunkten, die Auflösung auf eine Gesamtdatenmenge ist dabei allerdings auf 8 MB beschränkt. Mit vier Bildschirmen lassen sich daher maximal 1024x768 bei nur 16 Bit Farbtiefe erreichen, denn die üblichen 24 Bit würden bereits rund 10 MB entsprechen. Doch Citrix liefert noch eine weitere Tücke: Ein erweiterter Desktop wird stets als ein einziger großer Bildschirm betrachtet. Ohne Zusatzsoftware funktioniert das Maximierten von Fenstern folglich immer nur über die gesamte Fläche. Alternativ zum Vollbildmodus gestattet Citrix auch die Darstellung von Anwendungen als Seamless Applications. Auf Thin Clients mit XPe verhalten sich diese dann wie natürliche Windows-Anwendungen. Ein spezifisches Problem des Zweibildschirmbetriebs unter Citrix Presentation Server liegt im Erscheinen der Anmeldemaske, die bei zwei Monitoren halb auf dem linken, halb auf dem rechten erscheint. Um das zu ändern, müsste die Login-Anwendung GINA geändert werden. Aufgrund ihrer elementaren Bedeutung ist das allerdings nicht ratsam. Reine Windows- und Linux-Umgebungen In reinen Microsoft-Umgebungen übernimmt das RDP-Protokoll die Kommunikation zwischen Terminalserver und Thin Client. RDP-Clients sind auf eine Auflösung von maximal 1600x1200x24 beschränkt und unterstützen keinen Multi-Head-Betrieb. Linux-basierte Thin Clients hingegen können über das RDP-Ersatzprotokoll rdesktop eine über mehrere Bildschirme verteilte Gesamtauflösung von 4096x4096x24 nutzen. Bezüglich Maximieren und der Login-Maske herrschen jedoch die gleichen Einschränkungen wie bei Citrix. In Linux-basierten Server-based Computing Umgebungen wird das Kommunikationsprotokoll X-Windows verwendet. In Verbindung mit dem Xinerama Projekt unterstützt es auch Multi- Head-Szenarien. Die Erweiterung für X-Server erlaubt zudem die Möglichkeit zur Darstellung eines separaten Desktop pro Bildschirm mit jeweils eigener Taskleiste. Virtualisierungs- und Fenstermanagementsoftware Mittels Virtualisierungssoftware lässt sich eine Abstraktionsebene zwischen Serverhardware und Betriebssysteme legen, um eine flexiblere und effizientere Auslastung der Serverressourcen zu ermöglichen. Auf einem einzigen Server können so mehrere Betriebssysteme installiert und kostengünstig auf einer virtuellen Maschine betrieben werden. Multi-Head-Szenarien nutzen diese Technologie, um virtuell betriebene Systeme und darauf laufende Applikationen wie z.b. nichtterminalserverfähige PC-Anwendungen, mittels Thin Client auf einem zusätzlichen Monitor bereitzustellen.

4 Nach Protokollen, Terminalserversystemen und Virtualisierungssoftware ist noch eine weitere Softwarekomponente von entscheidender Bedeutung für Multi-Display-Anwendungen: die Fenstermanagementsoftware. Sowohl Grafikkarten- als auch Thin Client-Hersteller offerieren terminalserverfähige Softwaretools, welche die Fenstersteuerung regeln und den einzelnen Thin Client-Sitzungen einzelne oder mehrere Bildschirmbereiche zuzuweisen. Damit lässt sich nicht nur das erwähnte Maximierungsproblem in Verbindung mit ICA und RDP in den Griff bekommen. Auch die zuletzt verwendeten Fenstereinstellungen einer Sitzung lassen sich darüber automatisch wiederherstellen (Last Session). Richtige Auswahl des Thin Client-Modells Nicht alle Thin Clients eignen sich für Multi-Display. Zusätzliche Grafikkarten und -geräte können keine mangelhafte Performance seitens des Thin Clients ausgleichen. Dual-Head- Anwendungen lassen sich am besten nativ mittels Onboard-Grafik umsetzen, die besten Multi-Head-Ergebnisse und größte Einsatzflexibilität bieten allerdings optimierte PCI-Karten. Aufgrund der Überhitzungsgefahr für die lüfterlosen Thin Clients und ihrer geringen Stromaufnahme sollte aber darauf geachtet werden, welche Multi-Head-Szenarien der Thin Client Hersteller empfiehlt. Bestehende Kooperationen mit Grafikkartenherstellern minimieren das Risiko der thermischen Unverträglichkeit. Ferner ist zu prüfen, ob geeignete Treiber und Fenstermanagementtools für die geplante Multi-Display-Architektur und alle darin verwendeten Anwendungen vorliegen. Dabei spielt nicht zuletzt auch das Betriebssystem der Thin Clients selbst eine Rolle: grundsätzlich bietet Windows XPe die reichhaltigste Unterstützung zusätzlicher Grafikkarten oder -geräte. Auch für Linux sind inzwischen viele Treiber vorhanden. Schwierig wird es hingegen bei Windows CE als Thin Client- Betriebssystem. In diesem Fall ist es ratsam, den Hersteller nach einer empfohlenen Lösung zu fragen, um sicherzustellen, dass die gewünschten Produktivitätsgewinne auch tatsächlich eintreten und die Anwender mit der neuen Lösung zufrieden sind. Glossar: DPVL (Digital Packet Video Link) paket-basiertes, bandbreiten optimiertes und Strom sparendes Videoübertragungsprotokoll. Mittels DPVL lassen sich über einen einzigen DVI- Ausgang mehrere Standardkonforme DVI-Bildschirme (High Information Content Monitore) ansteuern. Eine Kodierung weist den in Reihe (Daisy Chain) geschalteten Displays unterschiedliche Inhalte zu. DVI (Digital Visual Interface) Schnittstelle zur digitalen Übertragung von Videodaten. Die vollständig digitale Übertragung bietet Qualitätsvorteile gegenüber dem analogen VGA- Standard. VGA (Video Graphics Array) analoger Computergrafik-Standard. Im Gegensatz zum digitalen DVI-Standard führen dabei zwei Signalkonvertierungen zu Qualitätseinbußen: zunächst bei der Umwandlung von digital nach analog am Videoausgang und schließlich bei der Rückwandlung im Monitor.

5 Multi-Display-Lösungen von Neoware Die Qualitätsmerkmale Einsatzflexibilität, Qualität und Wirtschaftlichkeit beschreiben die Multi-Display-Lösungen von Neoware. Das vielseitige Modell Neoware e140 ist mit zwei Videoausgängen (VGA und DVI) bereits standardmäßig und somit Native Dual-Head-fähig. Dank seiner hohen Leistungsfähigkeit und Grafikperformance, zahlreichen Protokollen und Terminalemulationen sowie einer freien PCI-Schnittstelle bietet der Thin Client zudem ideale Voraussetzungen zum Aufbau professioneller und bedarfsgerechter Multi-Display- Architekturen. Professionell: Multi-Head-Lösungen mit Matrox EpicA Die speziell für Thin Clients entwickelte Grafikkartenserie EpicA lässt sich mühelos über den optionalen PCI-Steckplatz des Neoware e140 integrieren. Alle EpicA Modelle sind für die Thin Client Betriebssysteme Microsoft Windows XPe und Linux erhältlich und von Neoware getestet. Im Bedarfsfall können Anwender mittels Firmware-Upgrade problemlos von einem anderen Thin Client Betriebssystem wie Windows CE auf Linux oder XPe migrieren. Flashbzw. RAM-Kapazitäten lassen sich ebenfalls erhöhen. Damit sind auch anspruchsvollere Multi-Display-Szenarien realisierbar, wie zum Beispiel Pivot-Betrieb oder Multi-Head- Szenarien mit vier Bildschirmen und Einzelsitzungen unterschiedlicher Systemherkunft. Wirtschaftlich: Bedarfsgerechte Lösungen Zur Integration in den Neoware e140 stehen drei EpicA-Modelle für unterschiedliche Anforderungen zur Auswahl: TC4, TC2 und TC2-Lite. Alle Varianten sind passiv gekühlt (lüfterlos) und verbrauchen maximal 11 Watt Leistung. Die Matrox EpicA TC4 mit integriertem 128-MB-Grafikspeicher unterstützt bis zu vier Monitore bei einer gemeinsamen Auflösung von bis zu x Bildpunkten. Die EpicA TC2 und TC2-Lite sind Dual-Head- Grafikkarten und unterstützen zwei Monitore gleichzeitig. Die TC2 mit 64 MB Grafikspeicher liefert bis zu x Pixel (digital), die TC2-Lite mit 32 MB Grafikspeicher unterstützt eine Auflösung von bis zu 2560 x 1024 Pixel (digital). Terminalserverfähige und komfortable Fenstermanagementtools Teil der Matrox EpicA Lösungen ist die terminalserverfähige Fenstermanagementsoftware EpicA Software Suite. Sie beinhaltet zwei Treiber für die Thin Clients und arbeitet problemlos mit der Managementsoftware von Neoware zusammen. Das Multi-Monitor-Management der beiden Softwaretools PowerDesk und PowerSpace lösen nicht nur die Problematik der Fenstermaximierung, sondern erlauben auch die komfortable Erstellung und Verwaltung virtueller Desktop-Bereiche. Ein Beispiel für die Bedienerfreundlichkeit der Lösung ist die Eigenschaft Last Session. Dabei werden jeweils die letzten Bildschirmeinstellungen in Matrox PowerDesk auf dem Server gespeichert und bei der nächsten Sitzung automatisch für den Anwender rekonstruiert.

6 Abbildungsvorschläge zum Neoware-Teil: Hierfür bitte das Produktbild der Quad-Head-Lösung mit den Neoware/Matrox Logos verwenden. Quelle: Multi-Display-Szenarien im Finanzsektor mit Matrox PowerSpace Quelle:

7 Abbildungen zum allgemeinen Teil: Tabelle 1:Dual- / Multi-Head: Vor- und Nachteile unterschiedlicher Hardware-Lösungen Produkt Vorteil Nachteil Native Dual-Head (Onboard-Grafik) PCI-Karte (Multi- Head) PCI-Karte (Single- Head) USB-Grafik - Kostengünstig - Intern eingebaut - Herstellersupport - Echtes Multi-Head - Interne Lösung - Gleiche Performance auf allen Screens - Interne Lösung - Kostengünstig - Kostengünstig - Für alle Thin Clients mit USB- Schnittstelle verwendbar - Nur Dual-Head - Bieten nur wenige Thin Client Modelle - Wärmeentwicklung - Höherer Stromverbrauch - Ggf. uneinheitliche Bildqualität - Wärmeentwicklung - Höherer Stromverbrauch - Langsam - Meist unterschiedliche Bildqualität und Grafikleistung - Externes Gerät PCMCIA-Grafik - Interne Lösung - Nur wenige Thin Clients bieten PCMCIA - Meist unterschiedliche Bildqualität und Grafikleistung - Teuer Videosplitter - Treiberunabhängig - Einheitliche Grafikleistung und Bildqualität - Die meisten Thin Clients unterstützen nicht die nötige Auflösung - Externes Gerät Tabelle 2: Häufige Dual- bzw. Multi-Head-Szenarien Szenario Schema Einzelne Multi- Display-Sitzung über mehrere Monitore Mehrere simultane Einzelsitzungen mit je einem Screen

8 Zwei Dual- Display- Sitzungen über vier Screens Dual-Display- Sitzung mit Pivot (Dual- Head) Komplexes Multi-Display-Szenario einer Thin Client-Architektur aus dem Finanzbereich: Simultane Nutzung von Virtualisierung, Citrix Presentation Server, Windows 2003 Server und Linux (Quelle: Matrox)