【工作站】工作站是什么 工作站功能 工作站分類 工作站特點

什么是工作站

工作站是(shi)一種高端的(de)(de)通用微型計(ji)算機。它是(shi)為(wei)了單用戶使(shi)用并提供比個人計(ji)算機更(geng)強大的(de)(de)性能(neng)，尤(you)其是(shi)在圖形處(chu)理能(neng)力，任務(wu)并行(xing)方面的(de)(de)能(neng)力。通常(chang)配有高分辨率(lv)的(de)(de)大屏、多屏顯示器(qi)(qi)及容(rong)量很大的(de)(de)內存儲器(qi)(qi)和外(wai)(wai)部存儲器(qi)(qi)，并且具有極強的(de)(de)信息和高性能(neng)的(de)(de)圖形、圖像處(chu)理功能(neng)的(de)(de)計(ji)算機。另(ling)外(wai)(wai)，連接到服務(wu)器(qi)(qi)的(de)(de)終端機也可稱為(wei)工(gong)作站(zhan)。

工(gong)作站(zhan)是一種(zhong)面向(xiang)專(zhuan)業(ye)(ye)應用領域，具備強大的(de)(de)(de)(de)(de)(de)數據運(yun)算與圖形(xing)、圖像處理能力(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)性能計算機，目前廣泛(fan)用于(yu)機械(xie)工(gong)程自動化（MDA）、網絡管(guan)理、動畫制作、科學研究、軟(ruan)(ruan)件開(kai) 發、金(jin)融管(guan)理、信(xin)息服(fu)務(wu)、模(mo)擬仿(fang)真等(deng)專(zhuan)業(ye)(ye)領域。工(gong)作站(zhan)根據使用軟(ruan)(ruan)、硬件平(ping)臺(tai)(tai)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)不(bu)同，一般分為基(ji)于(yu)RISC/Unix系(xi)(xi)統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳統工(gong)作站(zhan)和基(ji)于(yu)Intel體系(xi)(xi)結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)PC工(gong)作站(zhan)。PC工(gong)作站(zhan)采用的(de)(de)(de)(de)(de)(de)是標(biao)準、開(kai)放的(de)(de)(de)(de)(de)(de)系(xi)(xi)統平(ping)臺(tai)(tai)，它基(ji)于(yu)高(gao)(gao)性能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Intel IA-32處理器，使用穩(wen)定可靠(kao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)Windows NT操作系(xi)(xi)統，采用符(fu)合(he)專(zhuan)業(ye)(ye)圖形(xing)標(biao)準（OpenGL）的(de)(de)(de)(de)(de)(de)圖形(xing)系(xi)(xi)統，再加上高(gao)(gao)性能的(de)(de)(de)(de)(de)(de)存(cun)儲(chu)、I/O、網絡等(deng)子系(xi)(xi)統，以滿(man)足(zu)專(zhuan)業(ye)(ye)軟(ruan)(ruan)件的(de)(de)(de)(de)(de)(de)運(yun)行要求(qiu)。

許多(duo)沒有(you)接觸過(guo)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)用(yong)戶(hu)會(hui)認為(wei),工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站就是(shi)高級PC，其實不(bu)然(ran)。傳統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站能為(wei)給它分配的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)任(ren)務(wu)，如數據壓(ya)縮、圖(tu)形制作(zuo)、模型分析等提供最好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能，但(dan)它只是(shi)基于與公司網絡(luo)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)其他(ta)系統分離(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)私人(ren)操作(zuo)系統而設計的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)。PC機(ji)典型的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)是(shi)能運行主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)商(shang)業產品(pin)使用(yong)工(gong)(gong)(gong)具,并(bing)(bing)能通(tong)過(guo)一(yi)個共(gong)同的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)網絡(luo)與其他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PC機(ji)兼容(rong)。雖(sui)然(ran)高端PC機(ji)也能運行一(yi)些(xie)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)軟(ruan)件，但(dan)它們并(bing)(bing)不(bu)具有(you)大(da)多(duo)數工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站應(ying)用(yong)所需的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)超強(qiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)計算處理能力(li)。在強(qiang)大(da)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)PentiumⅢ Xeon處理器的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)處理能力(li)支持下，工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站比PC機(ji)具有(you)了(le)更(geng)高的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)實際應(ying)用(yong)性(xing)能、穩定性(xing)和支持服(fu)務(wu)。 以(yi)Intel體(ti)系結構的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站為(wei)例，其與商(shang)用(yong)PC的(de)(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)區別見(jian)表1。

當然(ran)，按照不同體(ti)系結(jie)構區分的PC工(gong)作站(zhan)(zhan)和RISC/Unix工(gong)作站(zhan)(zhan)之間，不僅存在(zai)著相互補充的關系，更(geng)有著技術上的本質不同。

過(guo)去，高端工(gong)作站(zhan)主(zhu)要(yao)(yao)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)RISC處理(li)器，當指定(ding)任務有(you)較(jiao)(jiao)高要(yao)(yao)求(qiu)時，RISC結(jie)構不能(neng)以(yi)(yi)足(zu)夠(gou)的(de)(de)性(xing)能(neng)運行PC應(ying)用(yong)(yong)，而(er)是(shi)以(yi)(yi)“仿真(zhen)”模(mo)式進(jin)行，這(zhe)就意味著處理(li)這(zhe)些任務時沒有(you)足(zu)夠(gou)的(de)(de)性(xing)能(neng)優勢，即不僅要(yao)(yao)求(qiu)工(gong)作站(zhan)用(yong)(yong)戶桌面上(shang)要(yao)(yao)有(you)一(yi)個獨立(li)的(de)(de)PC機，而(er)且公司的(de)(de)IT部門還得(de)以(yi)(yi)較(jiao)(jiao)高的(de)(de)成本(ben)管理(li)和支持(chi)信息系統的(de)(de)一(yi)小(xiao)部分，Intel IA-32處理(li)器為急(ji)切的(de)(de)工(gong)作站(zhan)應(ying)用(yong)(yong)提供了先進(jin)的(de)(de)性(xing)能(neng)、處理(li)能(neng)力以(yi)(yi)及使單個計算機能(neng)擔當工(gong)作站(zhan)任務和辦公室生產應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)能(neng)力。

但從(cong)另(ling)一方面看(kan)，RISC/Unix工(gong)作站現大(da)多采用64位處理器(qi)(qi)和64位操作系(xi)統，最大(da)內(nei)存已突破了4GB，達(da)到8GB甚至更(geng)大(da)，穩定性也(ye)更(geng)高。而(er)目前的(de)Intel處理器(qi)(qi)和Windows NT操作系(xi)統仍舊是32位結構，在復(fu)雜的(de)工(gong)程應(ying)用中就顯(xian)得捉襟(jin)見(jian)肘了。

工作站功能

由計算機和相應的外部設備以及成套的應用軟件包所組成的信息處理系統。它能夠完成用戶交給的特定任務，是推動計算機普及應用的有效方式。工作站應具備強大的數據處理能力，有直觀的便于人機交換信息的用戶接口，可以與計算機網絡相連，在更大的范圍內互通信息，共享資源。工作站在編程、計算、文件書寫、存檔、通信等各方面給專業工作者以綜合的幫助。常見的工作站有計算機輔助設計 (CAD)工(gong)作(zuo)站(zhan)（或稱工(gong)程(cheng)工(gong)作(zuo)站(zhan)），辦(ban)公自動化(OA)工作(zuo)站，圖像處理工作(zuo)站等(deng)。不(bu)同(tong)(tong)任務的工作(zuo)站有不(bu)同(tong)(tong)的硬件和(he)軟件配置。

例如,一個(ge)小型(xing)CAD工作站的典(dian)型硬(ying)件配置為：普(pu)通(tong)計算機，帶有功能鍵的CRT終端，光筆，平面繪圖儀(yi)(yi)，數字化儀(yi)(yi)，打(da)印機等(deng)。軟(ruan)件(jian)配置為：操作系(xi)統，編譯程序，相應(ying)的(de)數據(ju)庫(ku)(ku)和數據(ju)庫(ku)(ku)管理系(xi)統，二維(wei)和三維(wei)的(de)繪圖軟(ruan)件(jian)，以(yi)(yi)及成(cheng)套的(de)計(ji)算、分(fen)析軟(ruan)件(jian)包。它可(ke)以(yi)(yi)完成(cheng)用戶提(ti)交的(de)各種(zhong)機械的(de)、電(dian)氣的(de)設計(ji)任務。

OA工作站的(de)主要硬件(jian)配(pei)置為：普(pu)通計算機，辦公(gong)用(yong)(yong)終端設備（如電(dian)傳打(da)字(zi)機、交(jiao)互式終端、傳真機、激(ji)光打(da)印(yin)機、智能(neng)復印(yin)機等(deng)），通信設施（如局部區域(yu)網）、程(cheng)控交(jiao)換機、公(gong)用(yong)(yong)數據(ju)網、綜合(he)業(ye)務(wu)數字(zi)網等(deng)）。軟件(jian)配(pei)置為：操作系統(tong)，編譯程(cheng)序，各種服(fu)務(wu)程(cheng)序，通信軟件(jian)，數據(ju)庫管(guan)理系統(tong)，電(dian)子郵(you)件(jian)，文字(zi)處(chu)理軟件(jian)，表格處(chu)理軟件(jian),各種編輯(ji)軟(ruan)(ruan)(ruan)件以及專門業務(wu)(wu)活動的(de)軟(ruan)(ruan)(ruan)件包，如人事管理、財務(wu)(wu)管理、行政事務(wu)(wu)管理等(deng)軟(ruan)(ruan)(ruan)件，并配備相應的(de)數據庫。OA工作站的(de)任(ren)務是完成各種(zhong)辦(ban)公信息的(de)處理。

圖像處理工作站的主要硬件配置為：頂級計算機，一般還包括超強性能的顯卡（由于CUDA并行編程的(de)發展(zhan)所致）；圖像(xiang)數字(zi)化設備（包(bao)括(kuo)電(dian)子的(de)、光學的(de)或機(ji)電(dian)的(de)掃描設備，數字(zi)化儀(yi)），圖像(xiang)輸出(chu)設備，交互式(shi)圖像(xiang)終端。軟件(jian)配置除了(le)一般的(de)系統軟件(jian)外還(huan)要有成(cheng)(cheng)套(tao)的(de)圖像(xiang)處理軟件(jian)包(bao)。它(ta)可以完(wan)成(cheng)(cheng)用戶提出(chu)的(de)各種圖像(xiang)處理任務。越(yue)來(lai)越(yue)多的(de)計算機(ji)廠家在(zai)生產和(he)銷售(shou)各種工(gong)作站。

工作站分類

工作站根據軟、硬件平臺的不同，一般分為基于RISC（精簡指令(ling)系(xi)統）架構的(de)UNIX系統工作站和基(ji)于Windows、Intel的PC工作站。

UNIX工作站(zhan)是(shi)一種高性能的(de)專業工作站(zhan)，具有強大的(de)處理器（以前多(duo)采用RISC芯(xin)片）和優(you)化(hua)的內(nei)存、I/O(輸(shu)入/輸出)、圖形子系統(tong)，使用(yong)專(zhuan)有(you)的處理器（英特爾(er)至(zhi)強XEON、AMD皓龍等）、內(nei)存以及(ji)圖形等硬件(jian)系統，WIN 7 旗艦版操作(zuo)系(xi)統和(he)UNIX系(xi)統(tong)，針(zhen)對特(te)定硬件平(ping)臺的應用軟(ruan)件，彼此互(hu)不兼容。

PC工作站(zhan)則是(shi)基于(yu)高性能(neng)的(de)英(ying)特爾至(zhi)強處(chu)理器之(zhi)上，使用穩定(ding)的(de)WIN7 32/64位操作系統，采用符合專業(ye)圖(tu)形(xing)標準（OpenGL4.x和DirectX 11）的圖形系統，再加上高性能(neng)的存儲(chu)、I/O（輸入/輸出）、網(wang)絡等子系(xi)統，來(lai)滿(man)足專業軟件運(yun)行的要求；以Linux為架構的(de)(de)工作站采用的(de)(de)是標準、開放的(de)(de)系統平(ping)臺，能最大程度的(de)(de)降低(di)擁(yong)有成本──你(ni)甚(shen)至可以免(mian)費(fei)使用Linux系統及基于Linux系統的開源軟件；以Mac OS和Windows為架(jia)構的(de)(de)工作站(zhan)(zhan)采用的(de)(de)是(shi)標準、閉源的(de)(de)系統平臺(tai)，在計算(suan)機技(ji)術高度發(fa)展的(de)(de)當今(jin)，具有高度的(de)(de)數據安全性(xing)和配置(zhi)(zhi)的(de)(de)靈活性(xing)，可(ke)根據不同的(de)(de)需求來配置(zhi)(zhi)工作站(zhan)(zhan)解決方案。

另外(wai)，根據體積和(he)便攜(xie)性，工作站還(huan)可分為臺式工作站和(he)移動工作站。

臺式工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)類似于普通臺式電(dian)腦，體積(ji)較大，沒有便攜性可言，但(dan)性能(neng)強勁，適(shi)合專業用戶使(shi)用。移(yi)動(dong)工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)其(qi)實就(jiu)是(shi)一(yi)臺高性能(neng)的(de)(de)筆(bi)記本電(dian)腦。但(dan)其(qi)硬(ying)(ying)件配(pei)(pei)置和整體性能(neng)又比普通筆(bi)記本電(dian)腦高一(yi)個(ge)檔次。適(shi)用機(ji)型(xing)是(shi)指該工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)配(pei)(pei)件所適(shi)用的(de)(de)具體機(ji)型(xing)系列或型(xing)號。不同的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)標(biao)配(pei)(pei)不同的(de)(de)硬(ying)(ying)件，工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)配(pei)(pei)件的(de)(de)兼容性問題雖(sui)然不像服務器那樣明顯(xian)，但(dan)從穩定性和兼容性等角度考慮，通常(chang)還是(shi)需要使(shi)用特定的(de)(de)配(pei)(pei)件，這(zhe)主要是(shi)由工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)性質決定的(de)(de)。

工作站特點

CPU：在80年代早(zao)期(qi)，RISC架(jia)構的處(chu)理器在單位成本上提供比CISC處理器高幾個數量級的性能。正是在這個時期，CISC處理(li)器的一族（Intel的x86）漸(jian)漸(jian)侵占市場份(fen)額(e)。到了大約90年代中期，Intel的CPU終于擁(yong)有了(le)同 RISC 相提并論的性能（雖然以(yi)高的多的芯片復雜性為代價(jia)），并將后者趕(gan)進(jin)了一個狹窄的市場(chang)。

而在當前英特爾至強系列處理器，專為服務器和工作站來設計的專用CPU,具(ju)有(you)幾種不(bu)同的構架，具(ju)有(you)無(wu)與倫比的強大(da)處理性能。突出的特點就(jiu)是集成了QPI內存控制器，內存和(he)CPU之間的數據通(tong)信不再經(jing)過北(bei)橋控制芯片，突破了CPU和內存(cun)之前(qian)數(shu)據交換的瓶頸(jing)。隨著英特爾32納米技(ji)術(shu)的(de)(de)普(pu)及，英特爾至(zhi)強(qiang)四(si)核(he)或者六核(he)以其強(qiang)大的(de)(de)運算能(neng)力成(cheng)為當前服務器/工(gong)作站CPU的不二選擇。

高速網絡連接 (1000 Mbit/s 或者更高): 當今的工作站集成基本(ben)都(dou)是1000Mbit的(de)網卡

大屏幕的顯示器: 傳統的CRT和(he)普通液晶已(yi)經越(yue)來(lai)越(yue)不能滿足專業圖形處理(li)和(he)模(mo)擬仿(fang)真等(deng)在色彩和(he)屏分(fen)的需(xu)求，高端專業的顯示器如(ru)DELL U2410已(yi)經成為主流。

高性能的3D圖形硬件:工(gong)作(zuo)站(zhan)在很大程度上(shang)都是(shi)跟圖形軟件結合的，當前(qian)的軟件上(shang)已經發展OPENGL4.1和DIRECT 11，只支持之前版本的(de)專業(ye)圖形卡以及非專業(ye)的(de)游戲(xi)顯(xian)(xian)卡已(yi)經逐漸無法滿足。日(ri)前主流專業(ye)顯(xian)(xian)卡有麗臺系列的(de)Q600，Q2000，Q4000,Q5000，Q6000以及ATI的V8800和V9800。

磁盤冗余存儲: 通俗(su)來說就是做RAID。90年代在PC市場從未流行，SCSI是(shi)一個高級(ji)的(de)(de)控(kong)制接口，對(dui)于(yu)磁(ci)盤(pan)需要同(tong)時(shi)接受多(duo)重訪問請(qing)求(qiu)的(de)(de)場合尤為有(you)效(xiao)。這使得(de)它適合在服(fu)務器(qi)中使用，但是(shi)這種(zhong)特性對(dui)于(yu)絕大多(duo)數是(shi)單用戶操作系統的(de)(de)桌(zhuo)面PC來說就毫無優勢。目前，桌面系統獲得更多(duo)的多(duo)用戶能力(li)（由于Linux數(shu)量的增長），新的磁盤接口(kou)SATA擁有(you)近似(si)SCSI的速度和較低的成本(ben)，更(geng)新一代的SAS硬(ying)盤(pan)擁有更快的速度。而冗余陣(zhen)列(lie)在(zai)目前(qian)來說就是多個SATA硬盤按照不(bu)同的RAID模式組建的存儲(chu)陣列，常用的有RAID 0 1 5 6 10，除了RAID 0，其(qi)他模式必須(xu)要三塊或者三塊以(yi)上的(de)(de)硬盤，磁(ci)盤陣(zhen)列的(de)(de)好處有兩個：A 成幾倍的(de)增加磁盤存(cun)取速(su)度；B 保(bao)證(zheng)數(shu)據(ju)的(de)安全性，一塊或(huo)者多塊磁盤(pan)壞(huai)掉，更(geng)換磁盤(pan)后(hou)可以通過RAID重(zhong)構。