【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(zhong)高端的(de)(de)(de)通(tong)用(yong)微型計(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)。它是(shi)為了單用(yong)戶(hu)使用(yong)并提供(gong)比個人計(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)更強大(da)(da)的(de)(de)(de)性(xing)能，尤其是(shi)在圖形(xing)處理能力(li)，任(ren)務并行方面的(de)(de)(de)能力(li)。通(tong)常配有高分辨率的(de)(de)(de)大(da)(da)屏、多屏顯(xian)示(shi)器(qi)及容量很大(da)(da)的(de)(de)(de)內存儲(chu)器(qi)和外部存儲(chu)器(qi)，并且具有極強的(de)(de)(de)信息和高性(xing)能的(de)(de)(de)圖形(xing)、圖像處理功能的(de)(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)(ji)。另外，連接到(dao)服務器(qi)的(de)(de)(de)終端機(ji)(ji)(ji)也(ye)可稱為工作站。

工(gong)(gong)作(zuo)站是(shi)一種面向專業應用(yong)(yong)領域，具備(bei)強(qiang)大的(de)(de)(de)(de)數據運算與(yu)圖(tu)形(xing)、圖(tu)像(xiang)處理(li)能力的(de)(de)(de)(de)高性(xing)能計算機，目前廣(guang)泛(fan)用(yong)(yong)于(yu)機械工(gong)(gong)程自動化（MDA）、網絡管理(li)、動畫制作(zuo)、科(ke)學(xue)研究、軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)開(kai)(kai) 發、金融管理(li)、信息服(fu)務、模擬(ni)仿真等專業領域。工(gong)(gong)作(zuo)站根(gen)據使用(yong)(yong)軟(ruan)(ruan)、硬件(jian)(jian)平臺(tai)的(de)(de)(de)(de)不同，一般分為(wei)基(ji)于(yu)RISC/Unix系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)傳(chuan)統(tong)(tong)工(gong)(gong)作(zuo)站和基(ji)于(yu)Intel體系(xi)(xi)(xi)結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)(de)PC工(gong)(gong)作(zuo)站。PC工(gong)(gong)作(zuo)站采(cai)(cai)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)是(shi)標準、開(kai)(kai)放的(de)(de)(de)(de)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)平臺(tai)，它基(ji)于(yu)高性(xing)能的(de)(de)(de)(de)Intel IA-32處理(li)器，使用(yong)(yong)穩定可靠的(de)(de)(de)(de)Windows NT操作(zuo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)，采(cai)(cai)用(yong)(yong)符合專業圖(tu)形(xing)標準（OpenGL）的(de)(de)(de)(de)圖(tu)形(xing)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)，再加上高性(xing)能的(de)(de)(de)(de)存儲、I/O、網絡等子系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)，以(yi)滿足(zu)專業軟(ruan)(ruan)件(jian)(jian)的(de)(de)(de)(de)運行要求。

許多沒有(you)接(jie)觸過(guo)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站的(de)(de)用(yong)(yong)戶會認(ren)為,工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站就是高(gao)級PC，其(qi)(qi)(qi)實不(bu)然。傳統(tong)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站能(neng)(neng)(neng)為給它(ta)分(fen)配的(de)(de)任(ren)務，如數據壓縮、圖形制作(zuo)(zuo)、模型分(fen)析(xi)等提供最好的(de)(de)性能(neng)(neng)(neng)，但(dan)它(ta)只是基于與(yu)公司網絡的(de)(de)其(qi)(qi)(qi)他系統(tong)分(fen)離的(de)(de)私人操作(zuo)(zuo)系統(tong)而設計的(de)(de)。PC機(ji)典型的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)是能(neng)(neng)(neng)運(yun)行(xing)主(zhu)要(yao)的(de)(de)商業產品使用(yong)(yong)工(gong)(gong)具(ju),并能(neng)(neng)(neng)通過(guo)一個共同(tong)的(de)(de)網絡與(yu)其(qi)(qi)(qi)他的(de)(de)PC機(ji)兼容。雖然高(gao)端PC機(ji)也能(neng)(neng)(neng)運(yun)行(xing)一些工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站的(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)軟件(jian)，但(dan)它(ta)們并不(bu)具(ju)有(you)大多數工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站應(ying)用(yong)(yong)所(suo)需的(de)(de)超(chao)強的(de)(de)計算處理能(neng)(neng)(neng)力。在強大的(de)(de)PentiumⅢ Xeon處理器的(de)(de)多處理能(neng)(neng)(neng)力支持下，工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站比PC機(ji)具(ju)有(you)了更(geng)高(gao)的(de)(de)實際應(ying)用(yong)(yong)性能(neng)(neng)(neng)、穩定(ding)性和支持服務。 以Intel體系結(jie)構的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站為例，其(qi)(qi)(qi)與(yu)商用(yong)(yong)PC的(de)(de)主(zhu)要(yao)區(qu)別見表1。

當然，按照不同(tong)(tong)體系結構區(qu)分的(de)PC工(gong)作站(zhan)和RISC/Unix工(gong)作站(zhan)之間，不僅存在著相互補充(chong)的(de)關(guan)系，更有著技術(shu)上(shang)的(de)本質(zhi)不同(tong)(tong)。

過去，高端工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)主要(yao)用(yong)的是RISC處理器，當指定任務(wu)有(you)(you)較(jiao)高要(yao)求(qiu)時(shi)，RISC結構不能以(yi)足夠的性能運(yun)行PC應(ying)用(yong)，而是以(yi)“仿真”模式進行，這就意味著(zhu)處理這些任務(wu)時(shi)沒有(you)(you)足夠的性能優勢(shi)，即不僅要(yao)求(qiu)工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)用(yong)戶桌(zhuo)面上要(yao)有(you)(you)一個(ge)獨立的PC機(ji)，而且公司(si)的IT部(bu)門還得以(yi)較(jiao)高的成本管理和支(zhi)持信息(xi)系(xi)統的一小部(bu)分，Intel IA-32處理器為急(ji)切的工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)應(ying)用(yong)提供(gong)了先(xian)進的性能、處理能力以(yi)及使單個(ge)計(ji)算機(ji)能擔當工(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)任務(wu)和辦公室生產應(ying)用(yong)的能力。

但(dan)從另一方面看，RISC/Unix工(gong)作站現(xian)大(da)(da)多采用(yong)64位處理(li)(li)器(qi)和64位操作系(xi)統(tong)，最(zui)大(da)(da)內存已突破了(le)4GB，達到8GB甚(shen)至(zhi)更(geng)大(da)(da)，穩定性也更(geng)高。而目前的Intel處理(li)(li)器(qi)和Windows NT操作系(xi)統(tong)仍(reng)舊是32位結構，在復雜的工(gong)程應用(yong)中(zhong)就(jiu)顯得捉襟(jin)見(jian)肘了(le)。

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)工作(zuo)站（或稱(cheng)工程工作(zuo)站），辦公(gong)自動化(OA)工作(zuo)站，圖像處理工作(zuo)站等(deng)。不(bu)同任務(wu)的(de)工作(zuo)站有不(bu)同的(de)硬件(jian)(jian)和軟件(jian)(jian)配置(zhi)。

例如,一個小型CAD工作站(zhan)的典型硬件配(pei)置為(wei)：普通計算機，帶有功能鍵的CRT終端(duan)，光筆，平面繪(hui)圖(tu)儀，數(shu)(shu)(shu)字(zi)化儀，打(da)印(yin)機等。軟件(jian)配(pei)置為：操作系統，編譯程序，相應的(de)(de)數(shu)(shu)(shu)據庫和數(shu)(shu)(shu)據庫管理系統，二維和三維的(de)(de)繪(hui)圖(tu)軟件(jian)，以及成套的(de)(de)計算、分析軟件(jian)包。它可以完(wan)成用戶提交的(de)(de)各種機械(xie)的(de)(de)、電氣(qi)的(de)(de)設計任務。

OA工作站的(de)主要硬件配置(zhi)為：普通計算機(ji)，辦公用終(zhong)(zhong)端設備（如電傳(chuan)打字(zi)機(ji)、交(jiao)互式終(zhong)(zhong)端、傳(chuan)真機(ji)、激光打印機(ji)、智能復(fu)印機(ji)等(deng)），通信設施（如局部(bu)區域網(wang)）、程控交(jiao)換機(ji)、公用數據網(wang)、綜合業務(wu)數字(zi)網(wang)等(deng)）。軟(ruan)件配置(zhi)為：操作系(xi)統(tong)，編譯程序，各(ge)種服(fu)務(wu)程序，通信軟(ruan)件，數據庫管理(li)系(xi)統(tong)，電子郵件，文字(zi)處理(li)軟(ruan)件，表格(ge)處理(li)軟(ruan)件,各種編(bian)輯軟(ruan)件(jian)以及專門業務(wu)活(huo)動的軟(ruan)件(jian)包，如人事(shi)管理(li)、財務(wu)管理(li)、行(xing)政事(shi)務(wu)管理(li)等軟(ruan)件(jian)，并配備(bei)相應(ying)的數據庫(ku)。OA工作(zuo)站的(de)任務是完成各種辦公信息的(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(bing)行編(bian)程的(de)發展所(suo)致）；圖(tu)像(xiang)數字化設備（包括電子的(de)、光學的(de)或(huo)機(ji)電的(de)掃(sao)描設備，數字化儀），圖(tu)像(xiang)輸出設備，交互式(shi)圖(tu)像(xiang)終端。軟件(jian)配置除了一般(ban)的(de)系統軟件(jian)外還(huan)要有成套的(de)圖(tu)像(xiang)處理(li)軟件(jian)包。它可以完成用(yong)戶提出的(de)各(ge)種圖(tu)像(xiang)處理(li)任務。越(yue)來越(yue)多的(de)計(ji)算機(ji)廠家在生(sheng)產和銷售各(ge)種工作站。

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)系統）架構的UNIX系統工(gong)作(zuo)站和基于Windows、Intel的PC工(gong)作站。

UNIX工作站是一種高性能(neng)的專業工作站，具有強大(da)的處理(li)器（以前(qian)多采用RISC芯(xin)片）和優化(hua)的內存、I/O(輸入/輸出)、圖形子系(xi)統，使用專(zhuan)有(you)的處理器（英特爾(er)至強(qiang)XEON、AMD皓龍等(deng)）、內存以及圖形(xing)等(deng)硬件系統，WIN 7 旗艦版操作系統和UNIX系(xi)統，針對(dui)特定(ding)硬件(jian)平(ping)臺的(de)應用軟件(jian)，彼此互不兼容。

PC工作站(zhan)則是基于高性能的英特爾至強處理器之(zhi)上，使用(yong)穩定(ding)的WIN7 32/64位操作系統，采用符合(he)專業圖形(xing)標準（OpenGL4.x和DirectX 11）的圖形系統，再加上高(gao)性能的存儲、I/O（輸入/輸出）、網絡等子系統，來滿足專(zhuan)業軟(ruan)件運行的要求；以(yi)Linux為架構的(de)(de)工作站(zhan)采用的(de)(de)是標準、開(kai)放的(de)(de)系統(tong)平臺，能(neng)最大(da)程度(du)的(de)(de)降低擁(yong)有成本──你甚至(zhi)可以免費使用Linux系統及基(ji)于Linux系統的開源軟件；以Mac OS和(he)Windows為架(jia)構的工作站(zhan)采用的是標準、閉(bi)源(yuan)的系統平臺(tai)，在計算機技術高(gao)度發展的當今，具(ju)有高(gao)度的數(shu)據安全性和配置的靈活性，可根據不同的需求(qiu)來配置工作站(zhan)解決方案。

另外(wai)，根(gen)據體積和(he)便攜(xie)性，工(gong)作(zuo)站(zhan)還可分為臺(tai)式工(gong)作(zuo)站(zhan)和(he)移(yi)動工(gong)作(zuo)站(zhan)。

臺(tai)式工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站類似于(yu)普通臺(tai)式電(dian)腦(nao)，體積較大(da)，沒有便(bian)攜性(xing)(xing)(xing)可(ke)言，但(dan)性(xing)(xing)(xing)能(neng)強勁，適(shi)(shi)合(he)專業用(yong)(yong)(yong)戶使用(yong)(yong)(yong)。移動工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站其實(shi)就(jiu)是(shi)一(yi)臺(tai)高性(xing)(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)筆記(ji)本(ben)電(dian)腦(nao)。但(dan)其硬件(jian)(jian)配(pei)置和(he)整體性(xing)(xing)(xing)能(neng)又比(bi)普通筆記(ji)本(ben)電(dian)腦(nao)高一(yi)個(ge)檔次(ci)。適(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)機型(xing)是(shi)指(zhi)該工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站配(pei)件(jian)(jian)所適(shi)(shi)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)具體機型(xing)系列或型(xing)號。不同(tong)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站標配(pei)不同(tong)的(de)(de)硬件(jian)(jian)，工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站配(pei)件(jian)(jian)的(de)(de)兼容性(xing)(xing)(xing)問(wen)題雖然不像服務(wu)器那樣明(ming)顯(xian)，但(dan)從穩定性(xing)(xing)(xing)和(he)兼容性(xing)(xing)(xing)等角度考慮，通常還是(shi)需要使用(yong)(yong)(yong)特(te)定的(de)(de)配(pei)件(jian)(jian)，這主要是(shi)由工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)性(xing)(xing)(xing)質決(jue)定的(de)(de)。

工作站特點

CPU：在80年代早期，RISC架構(gou)的處理器在單(dan)位成本上(shang)提供比CISC處理器高幾個數(shu)量級(ji)的性能。正是(shi)在這個時(shi)期，CISC處理器(qi)的(de)一族（Intel的(de)x86）漸漸侵占市場份額(e)。到(dao)了大約90年代中期，Intel的CPU終于擁(yong)有了(le)同 RISC 相(xiang)提并論(lun)的性(xing)能（雖然以(yi)高的多的芯片復雜(za)性(xing)為代價），并將后者(zhe)趕進了一(yi)個狹窄的市場。

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)(ju)有(you)幾種不同的構架(jia)，具(ju)(ju)有(you)無與倫比的強(qiang)大(da)處理性能。突出的特點(dian)就是集(ji)成了QPI內存(cun)控制(zhi)器，內存(cun)和CPU之(zhi)間的數據(ju)通(tong)信不再經過北橋控制芯片(pian)，突破了CPU和內存之前數(shu)據交換的瓶(ping)頸。隨著(zhu)英(ying)特爾32納米技術(shu)的普及，英特(te)爾(er)至(zhi)強四核(he)(he)或者六核(he)(he)以其強大的運算能力成為(wei)當前服(fu)務器(qi)/工作站CPU的不二選擇。

高速網絡連接 (1000 Mbit/s 或者(zhe)更(geng)高): 當(dang)今的工作站(zhan)集(ji)成基(ji)本都是1000Mbit的網卡

大屏幕的顯示器: 傳統的CRT和(he)(he)普通(tong)液晶(jing)已經越(yue)來越(yue)不能滿足專業(ye)圖形處理(li)和(he)(he)模擬(ni)仿真(zhen)等在色(se)彩和(he)(he)屏分的(de)需(xu)求，高(gao)端(duan)專業(ye)的(de)顯示器如DELL U2410已(yi)經成為(wei)主流。

高性能的3D圖(tu)形硬件(jian):工作站在很(hen)大程度(du)上都是(shi)跟圖形軟(ruan)件(jian)結合的，當前的軟(ruan)件(jian)上已經發展OPENGL4.1和DIRECT 11，只支持之(zhi)前版本的專業(ye)圖形卡(ka)以及非專業(ye)的游戲顯卡(ka)已(yi)經逐漸無法滿足。日前主流專業(ye)顯卡(ka)有麗臺系(xi)列的Q600，Q2000，Q4000,Q5000，Q6000以及ATI的V8800和V9800。

磁盤冗余存儲: 通俗來說就是做RAID。90年代在PC市(shi)場從未流(liu)行，SCSI是(shi)一個高級的控制(zhi)接(jie)口，對于磁盤需要同(tong)時接(jie)受多重(zhong)訪(fang)問(wen)請求的場合尤為有效。這使(shi)得(de)它適合在服務器中使(shi)用，但是(shi)這種特性(xing)對于絕大(da)多數是(shi)單用戶操(cao)作系統(tong)的桌(zhuo)面PC來說就(jiu)毫無優(you)勢。目前，桌(zhuo)面系統獲得(de)更(geng)多(duo)的多(duo)用戶能力(li)（由于Linux數(shu)量的增長(chang)），新的磁盤接(jie)口SATA擁有近似SCSI的速度和較低(di)的成本，更(geng)新(xin)一代的SAS硬(ying)盤擁有更快(kuai)的(de)速度(du)。而冗(rong)余陣列在(zai)目前來說(shuo)就是多(duo)個SATA硬盤按照不同的RAID模(mo)式組建的存(cun)儲陣列，常用的有RAID 0 1 5 6 10，除了RAID 0，其他模式必(bi)須要三塊(kuai)或(huo)者三塊(kuai)以上的硬盤，磁盤陣列(lie)的好處(chu)有兩個：A 成幾倍的增加磁(ci)盤存(cun)取速度；B 保證(zheng)數據的安全性，一塊(kuai)或者(zhe)多塊(kuai)磁盤壞掉(diao)，更換磁盤后可以通過RAID重(zhong)構。