網(wǎng)站首頁(yè)企業(yè)百科產(chǎn)品百科技術(shù)百科人物百科
工作站是一種的通用微型計(jì)算機(jī)。它是為了單用戶使用并提供比個(gè)人計(jì)算機(jī)更強(qiáng)大的性能,尤其是在圖形處理能力,任務(wù)并行方面的能力。通常配有高分辨率的大屏、多屏顯示器及容量很大的內(nèi)存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器,并且具有*的信息和高性能的圖形、圖像處理功能的計(jì)算機(jī)。另外,連接到服務(wù)器的終端機(jī)也可稱為工作站。
由計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的外部設(shè)備以及成套的應(yīng)用軟件包所組成的信息處理系統(tǒng)。它能夠完成用戶交給的特定任務(wù),是推動(dòng)計(jì)算機(jī)普及應(yīng)用的有效方式。工作站應(yīng)具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力,有直觀的便于人機(jī)交換信息的用戶接口,可以與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相連,在更大的范圍內(nèi)互通信息,共享資源。工作站在編程、計(jì)算、文件書寫、存檔、通信等各方面給專業(yè)工作者以綜合的幫助。常見的工作站有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) (CAD)工作站(或稱工程工作站),辦公自動(dòng)化(OA)工作站,圖像處理工作站等。不同任務(wù)的工作站有不同的硬件和軟件配置。
例如,一個(gè)小型CAD工作站的典型硬件配置為:普通計(jì)算機(jī),帶有功能鍵的CRT終端,光筆,平面繪圖儀,數(shù)字化儀,打印機(jī)等。軟件配置為:操作系統(tǒng),編譯程序,相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),二維和三維的繪圖軟件,以及成套的計(jì)算、分析軟件包。它可以完成用戶提交的各種機(jī)械的、電氣的設(shè)計(jì)任務(wù)。
OA工作站的主要硬件配置為:普通計(jì)算機(jī),辦公用終端設(shè)備(如電傳打字機(jī)、交互式終端、傳真機(jī)、激光打印機(jī)、智能復(fù)印機(jī)等),通信設(shè)施(如局部區(qū)域網(wǎng))、程控交換機(jī)、公用數(shù)據(jù)網(wǎng)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等)。軟件配置為:操作系統(tǒng),編譯程序,各種服務(wù)程序,通信軟件,數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng),電子郵件,文字處理軟件,表格處理軟件,各種編輯軟件以及專門業(yè)務(wù)活動(dòng)的軟件包,如人事管理、財(cái)務(wù)管理、行政事務(wù)管理等軟件,并配備相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)。OA工作站的任務(wù)是完成各種辦公信息的處理。
圖像處理工作站的主要硬件配置為:計(jì)算機(jī),一般還包括*性能的顯卡(由于CUDA并行編程的發(fā)展所致);圖像數(shù)字化設(shè)備(包括電子的、光學(xué)的或機(jī)電的掃描設(shè)備,數(shù)字化儀),圖像輸出設(shè)備,交互式圖像終端。軟件配置除了一般的系統(tǒng)軟件外還要有成套的圖像處理軟件包。它可以完成用戶提出的各種圖像處理任務(wù)。越來越多的計(jì)算機(jī)廠家在生產(chǎn)和銷售各種工作站。
工作站根據(jù)軟、硬件平臺(tái)的不同,一般分為基于RISC(精簡(jiǎn)指令系統(tǒng))架構(gòu)的UNIX系統(tǒng)工作站和基于Windows、Intel的PC工作站。
UNIX工作站是一種高性能的專業(yè)工作站,具有強(qiáng)大的處理器(以前多采用RISC芯片)和優(yōu)化的內(nèi)存、I/O(輸入/輸出)、圖形子系統(tǒng),使用專有的處理器(英特爾至強(qiáng)XEON、AMD皓龍等)、內(nèi)存以及圖形等硬件系統(tǒng),WIN 7 旗艦版操作系統(tǒng)和UNIX系統(tǒng),針對(duì)特定硬件平臺(tái)的應(yīng)用軟件,彼此互不兼容。
PC工作站則是基于高性能的英特爾至強(qiáng)處理器之上,使用穩(wěn)定的WIN7 32/64位操作系統(tǒng),采用符合專業(yè)圖形標(biāo)準(zhǔn)(OpenGL4.x和DirectX 11)的圖形系統(tǒng),再加上高性能的存儲(chǔ)、I/O(輸入/輸出)、網(wǎng)絡(luò)等子系統(tǒng),來滿足專業(yè)軟件運(yùn)行的要求;以Linux為架構(gòu)的工作站采用的是標(biāo)準(zhǔn)、開放的系統(tǒng)平臺(tái),能大程度的降低擁有成本──你甚至可以免費(fèi)使用Linux系統(tǒng)及基于Linux系統(tǒng)的開源軟件;以Mac OS和Windows為架構(gòu)的工作站采用的是標(biāo)準(zhǔn)、閉源的系統(tǒng)平臺(tái),在計(jì)算機(jī)技術(shù)高度發(fā)展的當(dāng)今,具有高度的數(shù)據(jù)安全性和配置的靈活性,可根據(jù)不同的需求來配置工作站解決方案。
另外,根據(jù)體積和便攜性,工作站還可分為臺(tái)式工作站和移動(dòng)工作站。
臺(tái)式工作站類似于普通臺(tái)式電腦,體積較大,沒有便攜性可言,但性能強(qiáng)勁,適合專業(yè)用戶使用。移動(dòng)工作站其實(shí)就是一臺(tái)高性能的筆記本電腦。但其硬件配置和整體性能又比普通筆記本電腦高一個(gè)檔次。適用機(jī)型是指該工作站配件所適用的具體機(jī)型系列或型號(hào)。不同的工作站標(biāo)配不同的硬件,工作站配件的兼容性問題雖然不像服務(wù)器那樣明顯,但從穩(wěn)定性和兼容性等角度考慮,通常還是需要使用特定的配件,這主要是由工作站的工作性質(zhì)決定的。
CPU:在80年代早期,RISC架構(gòu)的處理器在單位成本上提供比CISC處理器高幾個(gè)數(shù)量級(jí)的性能。正是在這個(gè)時(shí)期,CISC處理器的一族(Intel的x86)漸漸侵占*。到了大約90年代中期,Intel的CPU終于擁有了同 RISC 相提并論的性能(雖然以高的多的芯片復(fù)雜性為代價(jià)),并將后者趕進(jìn)了一個(gè)狹窄的市場(chǎng)。
而在當(dāng)前英特爾至強(qiáng)系列處理器,專為服務(wù)器和工作站來設(shè)計(jì)的專用CPU,具有幾種不同的構(gòu)架,具有的強(qiáng)大處理性能。突出的特點(diǎn)就是集成了QPI內(nèi)存控制器,內(nèi)存和CPU之間的數(shù)據(jù)通信不再經(jīng)過北橋控制芯片,突破了CPU和內(nèi)存之前數(shù)據(jù)交換的瓶頸。隨著英特爾32納米技術(shù)的普及,英特爾至強(qiáng)四核或者六核以其強(qiáng)大的運(yùn)算能力成為當(dāng)前服務(wù)器/工作站CPU的*。
高速網(wǎng)絡(luò)連接 (1000 Mbit/s 或者更高): 當(dāng)今的工作站集成基本都是1000Mbit的網(wǎng)卡
大屏幕的顯示器: 傳統(tǒng)的CRT和普通液晶已經(jīng)越來越不能滿足專業(yè)圖形處理和模擬仿真等在色彩和屏分的需求,專業(yè)的顯示器如DELL U2410已經(jīng)成為主流。
高性能的3D圖形硬件:工作站在很大程度上都是跟圖形軟件結(jié)合的,當(dāng)前的軟件上已經(jīng)發(fā)展OPENGL4.1和DIRECT 11,只支持之前版本的專業(yè)圖形卡以及非專業(yè)的游戲顯卡已經(jīng)逐漸無(wú)法滿足。日前主流專業(yè)顯卡有麗臺(tái)系列的Q600,Q2000,Q4000,Q5000,Q6000以及ATI的V8800和V9800。
磁盤冗余存儲(chǔ): 通俗來說就是做RAID。90年代在PC市場(chǎng)從未流行,SCSI是一個(gè)的控制接口,對(duì)于磁盤需要同時(shí)接受多重訪問請(qǐng)求的場(chǎng)合尤為有效。這使得它適合在服務(wù)器中使用,但是這種特性對(duì)于絕大多數(shù)是單用戶操作系統(tǒng)的桌面PC來說就毫無(wú)優(yōu)勢(shì)。目前,桌面系統(tǒng)獲得更多的多用戶能力(由于Linux數(shù)量的增長(zhǎng)),新的磁盤接口SATA擁有近似SCSI的速度和較低的成本,更新一代的SAS硬盤擁有更快的速度。而冗余陣列在目前來說就是多個(gè)SATA硬盤按照不同的RAID模式組建的存儲(chǔ)陣列,常用的有RAID 0 1 5 6 10,除了RAID 0,其他模式必須要三塊或者三塊以上的硬盤,磁盤陣列的好處有兩個(gè):A 成幾倍的增加磁盤存取速度;B 保證數(shù)據(jù)的安全性,一塊或者多塊磁盤壞掉,更換磁盤后可以通過RAID重構(gòu)。
產(chǎn)品類型是指工作站配件的具體產(chǎn)品類型,例如顯卡、CPU、內(nèi)存、硬盤等。以下對(duì)其中的一些配件做一個(gè)簡(jiǎn)單介紹。
作為圖形工作站的主要組成部分,一塊性能強(qiáng)勁的3D專業(yè)顯卡的重要性,從某種意義上來說甚至超過了處理器。與針對(duì)游戲、娛樂市場(chǎng)為主的消費(fèi)類顯卡相比,3D專業(yè)顯卡主要面對(duì)的是3維動(dòng)畫(如3DS Max、Maya、Softimage|3D)、渲染(如LightScape、3DS VIZ)、CAD(如AutoCAD、Pro/Engineer、Unigraphics、SolidWorks)、模型設(shè)計(jì)(如Rhino)以及部分科學(xué)應(yīng)用等專業(yè)OpenGL應(yīng)用市場(chǎng)。對(duì)這部分圖形工作站用戶來說,它們所使用的硬件無(wú)論是速度、穩(wěn)定性還是軟件的兼容性都很重要。用戶的高標(biāo)準(zhǔn)、嚴(yán)要求使得3D專業(yè)顯卡從設(shè)計(jì)到生產(chǎn)都必須達(dá)到*的水準(zhǔn),加上用戶群的相對(duì)有限造成生產(chǎn)數(shù)量較少,以至于其總體成本的大幅上升也就不可避免了;與一般的消費(fèi)類顯卡相比3D專業(yè)顯卡的價(jià)格要高得多,達(dá)到了幾倍甚至十幾倍的差距。
與消費(fèi)類顯卡市場(chǎng)類似,3D專業(yè)顯卡市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也是日趨激烈,目前整個(gè)3D專業(yè)顯卡市場(chǎng)已經(jīng)成了NVIDIA和AMD收購(gòu)ATI的天下。由于工作需求不同,工作站的顯卡與消費(fèi)類顯卡差別比較大,一塊在自己領(lǐng)域中出色的顯卡在另一個(gè)領(lǐng)域中可以表現(xiàn)得很差。不過,目前nVIDIA和ATI的趨勢(shì)是將娛樂級(jí)產(chǎn)品和專業(yè)級(jí)產(chǎn)品統(tǒng)一到幾乎*相同的硬件架構(gòu)下,甚至是*相同的芯片,由外圍電路和軟件控制到底是消費(fèi)類顯卡還是專業(yè)顯卡。專業(yè)顯卡的游戲性能同樣出色,相同參數(shù)的游戲顯卡和專業(yè)顯卡性能相比卻是天差地別。
目前主流工作站的內(nèi)存為ECC內(nèi)存和REG內(nèi)存。ECC主要用在中低端工作站上,并非象常見的PC版DDR3那樣是內(nèi)存的傳輸標(biāo)準(zhǔn),ECC內(nèi)存是具有錯(cuò)誤校驗(yàn)和糾錯(cuò)功能的內(nèi)存。ECC是Error Checking and Correcting的簡(jiǎn)稱,它也是通過在原來的數(shù)據(jù)位上額外增加數(shù)據(jù)位來實(shí)現(xiàn)的。如8位數(shù)據(jù),則需1位用于Parity(奇偶校驗(yàn))檢驗(yàn),5位用于ECC,這額外的5位是用來重建錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)的。當(dāng)數(shù)據(jù)的位數(shù)增加一倍,Parity也增加一倍,而ECC只需增加一位,所以當(dāng)數(shù)據(jù)為64位時(shí)所用的ECC和Parity位數(shù)相同(都為8)。在那些Parity只能檢測(cè)到錯(cuò)誤的地方,ECC可以糾正絕大多數(shù)錯(cuò)誤。若工作正常時(shí),你不會(huì)發(fā)覺你的數(shù)據(jù)出過錯(cuò),只有經(jīng)過內(nèi)存的糾錯(cuò)后,計(jì)算機(jī)的操作指令才可以繼續(xù)執(zhí)行。當(dāng)然在糾錯(cuò)時(shí)系統(tǒng)的性能有著明顯降低,不過這種糾錯(cuò)對(duì)服務(wù)器等應(yīng)用而言是十分重要的,ECC內(nèi)存的價(jià)格比普通內(nèi)存要昂貴許多。而的工作站和服務(wù)器上用的都是REG內(nèi)存,REG內(nèi)存一定是ECC內(nèi)存,而且多加了個(gè)寄存器緩存,數(shù)據(jù)存取速度大大加快,其價(jià)格比ECC內(nèi)存要貴。
傳統(tǒng)的工作站CPU一般為非Intel和AMD公司CPU,而使用RISC架構(gòu)處理器,比如PowerPC處理器、SPARC處理器、Alpha處理器等,相應(yīng)的操作系統(tǒng)一般為UNIX或者其他專門的操作系統(tǒng)。全新的英特爾NEHALEM架構(gòu)四核或者六核處理器有以下幾個(gè)特點(diǎn):1,超大的二級(jí)三級(jí)緩存,三級(jí)緩存六核或四核達(dá)到12M;2,內(nèi)存控制器直接通過QPI通道集成在CPU上,*解決的前端總線帶寬瓶頸;3,英特爾*的內(nèi)核加速模式 turbo mode 根據(jù)需要開啟、關(guān)閉內(nèi)核的運(yùn)行;4,第三代超線程SMT技術(shù)。
目前用于工作站系統(tǒng)的硬盤根據(jù)接口不同,主要有SAS硬盤、SATA(Serial ATA)硬盤、SCSI硬盤、固態(tài)硬盤。工作站對(duì)硬盤的要求介于普通臺(tái)式機(jī)和服務(wù)器之間,因此低端的工作站也可以使用和臺(tái)式機(jī)一樣的SATA或者SAS硬盤。而中的工作站會(huì)使用SAS或固態(tài)硬盤。
參考資料編輯區(qū)域