【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)(shi)一種高(gao)端(duan)的通用(yong)微型計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)。它(ta)是(shi)(shi)為(wei)了單(dan)用(yong)戶使用(yong)并(bing)提供比個人計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)更強大的性能(neng)(neng)，尤其是(shi)(shi)在圖形處理能(neng)(neng)力(li)，任務并(bing)行(xing)方面的能(neng)(neng)力(li)。通常配有(you)高(gao)分辨率的大屏(ping)、多屏(ping)顯示器及容量很大的內存儲(chu)器和(he)外部存儲(chu)器，并(bing)且具有(you)極(ji)強的信息和(he)高(gao)性能(neng)(neng)的圖形、圖像處理功(gong)能(neng)(neng)的計(ji)算(suan)(suan)(suan)機(ji)。另外，連接到服務器的終(zhong)端(duan)機(ji)也可稱為(wei)工作站。

工(gong)作站(zhan)是(shi)一種面向專業(ye)(ye)應用(yong)領域，具備強大的數(shu)據運算與圖(tu)形(xing)(xing)(xing)、圖(tu)像處理(li)能力的高性(xing)(xing)能計算機，目前廣泛用(yong)于(yu)機械工(gong)程自動化（MDA）、網絡管理(li)、動畫制作、科學研究、軟件(jian)開(kai)(kai) 發、金融管理(li)、信(xin)息服(fu)務、模擬仿真等專業(ye)(ye)領域。工(gong)作站(zhan)根據使用(yong)軟、硬件(jian)平臺(tai)的不同，一般分為基于(yu)RISC/Unix系統(tong)(tong)的傳統(tong)(tong)工(gong)作站(zhan)和(he)基于(yu)Intel體(ti)系結構的PC工(gong)作站(zhan)。PC工(gong)作站(zhan)采(cai)用(yong)的是(shi)標準、開(kai)(kai)放的系統(tong)(tong)平臺(tai)，它基于(yu)高性(xing)(xing)能的Intel IA-32處理(li)器，使用(yong)穩定可靠的Windows NT操作系統(tong)(tong)，采(cai)用(yong)符(fu)合專業(ye)(ye)圖(tu)形(xing)(xing)(xing)標準（OpenGL）的圖(tu)形(xing)(xing)(xing)系統(tong)(tong)，再(zai)加上(shang)高性(xing)(xing)能的存儲、I/O、網絡等子系統(tong)(tong)，以滿(man)足專業(ye)(ye)軟件(jian)的運行要求。

許多沒(mei)有接觸(chu)過(guo)工(gong)作站的(de)(de)(de)用戶會認為(wei),工(gong)作站就(jiu)是(shi)高級PC，其(qi)實不(bu)然。傳(chuan)統的(de)(de)(de)工(gong)作站能(neng)為(wei)給它(ta)分(fen)配(pei)的(de)(de)(de)任務，如數據壓縮、圖(tu)形制作、模型分(fen)析等提供最好的(de)(de)(de)性(xing)能(neng)，但它(ta)只是(shi)基于與(yu)公司網絡的(de)(de)(de)其(qi)他(ta)系(xi)(xi)統分(fen)離的(de)(de)(de)私人操(cao)作系(xi)(xi)統而(er)設計的(de)(de)(de)。PC機(ji)典型的(de)(de)(de)工(gong)作是(shi)能(neng)運(yun)行主(zhu)要的(de)(de)(de)商業產品使用工(gong)具(ju),并(bing)能(neng)通(tong)過(guo)一(yi)個共同(tong)的(de)(de)(de)網絡與(yu)其(qi)他(ta)的(de)(de)(de)PC機(ji)兼容。雖(sui)然高端PC機(ji)也能(neng)運(yun)行一(yi)些工(gong)作站的(de)(de)(de)應用軟件，但它(ta)們并(bing)不(bu)具(ju)有大(da)多數工(gong)作站應用所需的(de)(de)(de)超強(qiang)的(de)(de)(de)計算處(chu)理能(neng)力。在強(qiang)大(da)的(de)(de)(de)PentiumⅢ Xeon處(chu)理器的(de)(de)(de)多處(chu)理能(neng)力支持下，工(gong)作站比(bi)PC機(ji)具(ju)有了更高的(de)(de)(de)實際(ji)應用性(xing)能(neng)、穩(wen)定性(xing)和(he)支持服務。 以Intel體系(xi)(xi)結(jie)構的(de)(de)(de)工(gong)作站為(wei)例(li)，其(qi)與(yu)商用PC的(de)(de)(de)主(zhu)要區別見表1。

當然，按照不(bu)同(tong)體系(xi)結構(gou)區分的PC工作站(zhan)和RISC/Unix工作站(zhan)之(zhi)間(jian)，不(bu)僅存在著相互補(bu)充的關系(xi)，更有(you)著技術(shu)上(shang)的本質不(bu)同(tong)。

過(guo)去(qu)，高(gao)端(duan)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)主要(yao)用(yong)的(de)(de)是RISC處(chu)理(li)(li)器(qi)，當(dang)指(zhi)定(ding)任務(wu)(wu)有(you)較(jiao)高(gao)要(yao)求(qiu)時(shi)，RISC結構不能(neng)以(yi)足夠的(de)(de)性能(neng)運行(xing)(xing)PC應(ying)用(yong)，而(er)是以(yi)“仿真(zhen)”模式(shi)進行(xing)(xing)，這就意味著(zhu)處(chu)理(li)(li)這些任務(wu)(wu)時(shi)沒有(you)足夠的(de)(de)性能(neng)優勢，即(ji)不僅要(yao)求(qiu)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)用(yong)戶桌面上要(yao)有(you)一個(ge)獨(du)立(li)的(de)(de)PC機，而(er)且公司(si)的(de)(de)IT部(bu)門還得以(yi)較(jiao)高(gao)的(de)(de)成本管理(li)(li)和(he)(he)支持信息系統的(de)(de)一小部(bu)分，Intel IA-32處(chu)理(li)(li)器(qi)為(wei)急切(qie)的(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)應(ying)用(yong)提(ti)供了(le)先(xian)進的(de)(de)性能(neng)、處(chu)理(li)(li)能(neng)力(li)以(yi)及使單個(ge)計算機能(neng)擔當(dang)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)任務(wu)(wu)和(he)(he)辦公室生產應(ying)用(yong)的(de)(de)能(neng)力(li)。

但從(cong)另一方面(mian)看(kan)，RISC/Unix工(gong)作站現(xian)大多采用64位(wei)處理器(qi)和64位(wei)操作系(xi)統，最大內存已(yi)突破(po)了4GB，達到8GB甚至更大，穩定(ding)性也更高(gao)。而(er)目前的Intel處理器(qi)和Windows NT操作系(xi)統仍舊是(shi)32位(wei)結(jie)構，在復雜(za)的工(gong)程應用中就顯(xian)得捉(zhuo)襟(jin)見肘(zhou)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)工作站（或稱工程(cheng)工作站），辦公自動化(OA)工作站，圖像處理工作站等。不同任務的(de)(de)工作站有不同的(de)(de)硬(ying)件和(he)軟件配置。

例如,一(yi)個小型CAD工作站(zhan)的典型(xing)硬件(jian)配(pei)置(zhi)為：普通計算(suan)機，帶有功能鍵(jian)的CRT終端，光筆，平面繪(hui)圖(tu)儀，數字化儀，打印(yin)機(ji)等。軟(ruan)(ruan)件(jian)配置為：操作系統，編譯程(cheng)序(xu)，相應的(de)數據庫和(he)數據庫管理(li)系統，二維(wei)和(he)三維(wei)的(de)繪(hui)圖(tu)軟(ruan)(ruan)件(jian)，以(yi)及成套(tao)的(de)計算、分析軟(ruan)(ruan)件(jian)包。它可以(yi)完成用戶提交的(de)各種機(ji)械的(de)、電氣的(de)設計任務(wu)。

OA工作站的主要硬件(jian)(jian)(jian)配置(zhi)為：普通計算機(ji)(ji)(ji)(ji)，辦(ban)公用終端設備（如(ru)電(dian)(dian)傳打字(zi)機(ji)(ji)(ji)(ji)、交互式終端、傳真機(ji)(ji)(ji)(ji)、激光(guang)打印(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)、智能(neng)復印(yin)機(ji)(ji)(ji)(ji)等(deng)），通信設施（如(ru)局(ju)部區域網）、程控交換機(ji)(ji)(ji)(ji)、公用數(shu)據(ju)網、綜合業務(wu)數(shu)字(zi)網等(deng)）。軟(ruan)件(jian)(jian)(jian)配置(zhi)為：操作系統(tong)(tong)，編譯程序，各種服務(wu)程序，通信軟(ruan)件(jian)(jian)(jian)，數(shu)據(ju)庫管理(li)系統(tong)(tong)，電(dian)(dian)子郵(you)件(jian)(jian)(jian)，文字(zi)處理(li)軟(ruan)件(jian)(jian)(jian)，表格處理(li)軟(ruan)件(jian)(jian)(jian),各種(zhong)編輯軟件以及專門業務活(huo)動的(de)軟件包(bao)，如人事管(guan)理、財務管(guan)理、行政事務管(guan)理等軟件，并配備相(xiang)應的(de)數據庫。OA工作站的(de)任務是完成各種(zhong)辦公(gong)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(cheng)的(de)(de)(de)發展所致）；圖像(xiang)(xiang)數字化設備(bei)（包(bao)括電(dian)子的(de)(de)(de)、光學的(de)(de)(de)或機電(dian)的(de)(de)(de)掃描設備(bei)，數字化儀），圖像(xiang)(xiang)輸出設備(bei)，交互式圖像(xiang)(xiang)終(zhong)端。軟(ruan)件(jian)配置(zhi)除了一般的(de)(de)(de)系統軟(ruan)件(jian)外(wai)還要有(you)成套的(de)(de)(de)圖像(xiang)(xiang)處理軟(ruan)件(jian)包(bao)。它可以完成用(yong)戶提出的(de)(de)(de)各(ge)種(zhong)圖像(xiang)(xiang)處理任(ren)務。越來越多的(de)(de)(de)計算機廠(chang)家在生產和(he)銷售各(ge)種(zhong)工(gong)作站(zhan)。

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（精簡指令系(xi)統(tong)）架構的UNIX系(xi)統(tong)工作站和基于Windows、Intel的PC工作站。

UNIX工作站(zhan)是一種高性能的(de)專(zhuan)業工作站(zhan)，具有(you)強大的(de)處理器（以前多采用RISC芯(xin)片）和優化的內存、I/O(輸入/輸出)、圖(tu)形子(zi)系統，使用專有的處理器（英特爾至(zhi)強XEON、AMD皓(hao)龍(long)等(deng)(deng)）、內存以及圖形等(deng)(deng)硬件系統，WIN 7 旗艦版(ban)操作系統和UNIX系統，針(zhen)對特(te)定硬件(jian)平(ping)臺的應用軟(ruan)件(jian)，彼此互不兼容。

PC工作站則是基于高性能的英特爾(er)至強處理器之上(shang)，使(shi)用穩(wen)定的WIN7 32/64位操(cao)作系統(tong)，采用符合專業圖形標準（OpenGL4.x和DirectX 11）的(de)圖形(xing)系統，再(zai)加上高性能的(de)存儲、I/O（輸(shu)入/輸出）、網絡等子系統(tong)，來滿足專業軟件運行(xing)的(de)要求(qiu)；以Linux為架構的工(gong)作站采(cai)用的是標(biao)準、開放的系(xi)統平臺，能(neng)最(zui)大程(cheng)度的降低擁有成本──你(ni)甚至(zhi)可以免費使用Linux系(xi)統(tong)及基(ji)于Linux系統(tong)的開(kai)源軟件(jian)；以(yi)Mac OS和Windows為架構的(de)工作(zuo)站(zhan)采用的(de)是標(biao)準、閉源的(de)系(xi)統(tong)平臺，在(zai)計(ji)算機技術高(gao)度發展的(de)當今，具(ju)有高(gao)度的(de)數據(ju)安全性(xing)和配置的(de)靈活性(xing)，可根據(ju)不同的(de)需求來配置工作(zuo)站(zhan)解決方(fang)案。

另外，根據體積(ji)和(he)便攜(xie)性，工(gong)作(zuo)站(zhan)還可分(fen)為臺式工(gong)作(zuo)站(zhan)和(he)移(yi)動(dong)工(gong)作(zuo)站(zhan)。

臺(tai)式工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)類似(si)于(yu)普(pu)通(tong)(tong)(tong)臺(tai)式電腦(nao)，體積較大(da)，沒有便攜性(xing)可(ke)言，但(dan)性(xing)能強勁，適(shi)合專業用戶使用。移(yi)動工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)其實(shi)就是(shi)(shi)一臺(tai)高性(xing)能的(de)(de)(de)(de)筆(bi)記本電腦(nao)。但(dan)其硬件(jian)配(pei)置和整體性(xing)能又比普(pu)通(tong)(tong)(tong)筆(bi)記本電腦(nao)高一個(ge)檔次。適(shi)用機型(xing)是(shi)(shi)指該工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)配(pei)件(jian)所(suo)適(shi)用的(de)(de)(de)(de)具體機型(xing)系列或型(xing)號。不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)標配(pei)不(bu)(bu)同(tong)的(de)(de)(de)(de)硬件(jian)，工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)配(pei)件(jian)的(de)(de)(de)(de)兼(jian)容(rong)性(xing)問題雖然不(bu)(bu)像服務器那樣明(ming)顯，但(dan)從穩定性(xing)和兼(jian)容(rong)性(xing)等(deng)角度考慮，通(tong)(tong)(tong)常還是(shi)(shi)需要使用特定的(de)(de)(de)(de)配(pei)件(jian)，這主要是(shi)(shi)由工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)的(de)(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)(zuo)性(xing)質決(jue)定的(de)(de)(de)(de)。

工作站特點

CPU：在80年代早期(qi)，RISC架構的處理器(qi)在單(dan)位成(cheng)本(ben)上提供比CISC處理器高(gao)幾個(ge)數量(liang)級的性能(neng)。正是在這(zhe)個(ge)時期，CISC處理器(qi)的一族（Intel的x86）漸漸侵(qin)占(zhan)市場份(fen)額。到(dao)了大(da)約90年(nian)代中期，Intel的(de)CPU終(zhong)于擁有(you)了同 RISC 相(xiang)提(ti)并論的(de)性(xing)能(neng)（雖然以高的(de)多的(de)芯片(pian)復雜(za)性(xing)為代(dai)價），并將(jiang)后者趕(gan)進(jin)了一個狹窄的(de)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,具有幾種不(bu)同的(de)構架，具有無與倫比的(de)強大處理性能(neng)。突(tu)出的(de)特(te)點(dian)就是集成了QPI內存控制器，內存和CPU之間的數據(ju)通信不再(zai)經過(guo)北橋控制芯片，突破了CPU和內存之前數(shu)據交換的(de)瓶頸。隨著英(ying)特爾32納(na)米技術的普及(ji)，英特(te)爾(er)至(zhi)強(qiang)四核(he)或(huo)者(zhe)六核(he)以其強(qiang)大的運算能(neng)力(li)成為當前服務(wu)器/工作站CPU的(de)不二選擇。

高速網絡連接 (1000 Mbit/s 或者(zhe)更高): 當今(jin)的工作站集成(cheng)基本(ben)都是(shi)1000Mbit的(de)網卡

大屏幕的顯示器: 傳(chuan)統(tong)的CRT和(he)普通液(ye)晶已經越來(lai)越不能滿(man)足專業圖形處理和(he)模(mo)擬仿真等在(zai)色彩(cai)和(he)屏分的需求，高端專業的顯(xian)示器如DELL U2410已經成(cheng)為主(zhu)流(liu)。

高性能的3D圖(tu)形硬件:工作站在很(hen)大程度上都是跟圖形軟件(jian)結合的，當(dang)前的軟件(jian)上已經(jing)發展OPENGL4.1和DIRECT 11，只支持之前版本的(de)專業圖(tu)形卡(ka)(ka)以及非(fei)專業的(de)游戲顯(xian)卡(ka)(ka)已經逐漸無法(fa)滿足。日(ri)前主流(liu)專業顯(xian)卡(ka)(ka)有麗臺系(xi)列的(de)Q600，Q2000，Q4000,Q5000，Q6000以及ATI的V8800和V9800。

磁盤冗余存儲: 通俗來說就是(shi)做RAID。90年代(dai)在PC市場從未流(liu)行，SCSI是一個高級的控制接口，對于磁(ci)盤需要同時接受多重(zhong)訪問請求的場合尤為有效(xiao)。這(zhe)使(shi)得(de)它適(shi)合在服(fu)務(wu)器中使(shi)用，但是這(zhe)種特(te)性對于絕大多數是單(dan)用戶操作(zuo)系統的桌面PC來說就毫無優勢。目前，桌面系統獲(huo)得更多的(de)多用戶能力（由于Linux數量的增長），新的磁盤接口SATA擁有近似SCSI的速(su)度(du)和較低的成本，更新一代的SAS硬(ying)盤擁有更(geng)快的速度。而冗余(yu)陣列在目前來說(shuo)就是多(duo)個SATA硬盤按照不(bu)同的RAID模式組建的存儲陣(zhen)列，常用(yong)的有RAID 0 1 5 6 10，除了RAID 0，其他(ta)模(mo)式必須(xu)要三塊或者三塊以上的硬盤，磁(ci)盤陣列(lie)的好處有兩個(ge)：A 成幾倍的增加磁盤存(cun)取速度(du)；B 保證數據的安(an)全性(xing)，一塊或者(zhe)多塊磁(ci)盤壞掉，更換磁(ci)盤后可以通過RAID重構。