【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)端的(de)(de)通(tong)用微型計算(suan)(suan)機(ji)(ji)。它是(shi)(shi)為了單(dan)用戶使用并提供比個人計算(suan)(suan)機(ji)(ji)更強(qiang)大(da)(da)的(de)(de)性能，尤(you)其是(shi)(shi)在圖(tu)形處理能力(li)，任務(wu)并行方面(mian)的(de)(de)能力(li)。通(tong)常配有高(gao)分辨率的(de)(de)大(da)(da)屏、多屏顯示器及容量很大(da)(da)的(de)(de)內存儲器和外(wai)部存儲器，并且具有極(ji)強(qiang)的(de)(de)信息和高(gao)性能的(de)(de)圖(tu)形、圖(tu)像處理功能的(de)(de)計算(suan)(suan)機(ji)(ji)。另外(wai)，連接到服(fu)務(wu)器的(de)(de)終端機(ji)(ji)也可稱為工作站(zhan)。

工作站(zhan)是一種(zhong)面向專業(ye)應(ying)用領(ling)(ling)域，具備強大的(de)(de)數據運算與圖(tu)(tu)(tu)形(xing)(xing)、圖(tu)(tu)(tu)像處(chu)理能(neng)力的(de)(de)高(gao)性能(neng)計算機，目前廣泛用于(yu)機械工程自動(dong)化（MDA）、網絡管(guan)理、動(dong)畫制作、科(ke)學(xue)研(yan)究、軟(ruan)(ruan)件開 發、金融管(guan)理、信息服(fu)務、模擬仿真等(deng)專業(ye)領(ling)(ling)域。工作站(zhan)根據使(shi)用軟(ruan)(ruan)、硬(ying)件平臺的(de)(de)不同，一般分為基于(yu)RISC/Unix系(xi)統(tong)的(de)(de)傳(chuan)統(tong)工作站(zhan)和基于(yu)Intel體(ti)系(xi)結構的(de)(de)PC工作站(zhan)。PC工作站(zhan)采(cai)(cai)用的(de)(de)是標準(zhun)(zhun)、開放的(de)(de)系(xi)統(tong)平臺，它基于(yu)高(gao)性能(neng)的(de)(de)Intel IA-32處(chu)理器(qi)，使(shi)用穩(wen)定可靠的(de)(de)Windows NT操作系(xi)統(tong)，采(cai)(cai)用符合專業(ye)圖(tu)(tu)(tu)形(xing)(xing)標準(zhun)(zhun)（OpenGL）的(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)形(xing)(xing)系(xi)統(tong)，再加(jia)上高(gao)性能(neng)的(de)(de)存儲(chu)、I/O、網絡等(deng)子系(xi)統(tong)，以(yi)滿足專業(ye)軟(ruan)(ruan)件的(de)(de)運行要求。

許多(duo)(duo)沒(mei)有接觸過(guo)工作站(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)用戶(hu)會認為,工作站(zhan)(zhan)(zhan)就是高級PC，其(qi)(qi)實不(bu)然。傳統的(de)(de)(de)(de)(de)工作站(zhan)(zhan)(zhan)能(neng)為給它(ta)分(fen)(fen)配的(de)(de)(de)(de)(de)任務，如數(shu)據壓縮、圖形制(zhi)作、模型分(fen)(fen)析(xi)等(deng)提(ti)供最(zui)好的(de)(de)(de)(de)(de)性(xing)能(neng)，但(dan)它(ta)只是基于(yu)與(yu)公司網絡的(de)(de)(de)(de)(de)其(qi)(qi)他(ta)系(xi)統分(fen)(fen)離的(de)(de)(de)(de)(de)私人操作系(xi)統而設計的(de)(de)(de)(de)(de)。PC機(ji)(ji)典(dian)型的(de)(de)(de)(de)(de)工作是能(neng)運(yun)行(xing)主(zhu)要(yao)的(de)(de)(de)(de)(de)商業產品使用工具(ju),并能(neng)通過(guo)一(yi)(yi)個(ge)共(gong)同(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)網絡與(yu)其(qi)(qi)他(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)PC機(ji)(ji)兼容。雖然高端PC機(ji)(ji)也能(neng)運(yun)行(xing)一(yi)(yi)些工作站(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)(de)(de)應(ying)用軟件(jian)，但(dan)它(ta)們(men)并不(bu)具(ju)有大多(duo)(duo)數(shu)工作站(zhan)(zhan)(zhan)應(ying)用所(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)超強的(de)(de)(de)(de)(de)計算處(chu)理(li)能(neng)力。在(zai)強大的(de)(de)(de)(de)(de)PentiumⅢ Xeon處(chu)理(li)器的(de)(de)(de)(de)(de)多(duo)(duo)處(chu)理(li)能(neng)力支持下，工作站(zhan)(zhan)(zhan)比PC機(ji)(ji)具(ju)有了更高的(de)(de)(de)(de)(de)實際應(ying)用性(xing)能(neng)、穩定性(xing)和支持服務。 以Intel體(ti)系(xi)結構(gou)的(de)(de)(de)(de)(de)工作站(zhan)(zhan)(zhan)為例，其(qi)(qi)與(yu)商用PC的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)區別見表1。

當然，按照不同(tong)體系(xi)(xi)結構區分(fen)的PC工(gong)作(zuo)站和RISC/Unix工(gong)作(zuo)站之間，不僅存在著相互補(bu)充的關系(xi)(xi)，更有著技(ji)術上的本質不同(tong)。

過去，高(gao)端工作站(zhan)主要(yao)用(yong)的(de)(de)是(shi)RISC處(chu)理(li)器(qi)(qi)，當指定任(ren)務有較高(gao)要(yao)求時(shi)，RISC結構不能以(yi)足夠的(de)(de)性能運行(xing)(xing)PC應用(yong)，而是(shi)以(yi)“仿(fang)真(zhen)”模式進行(xing)(xing)，這就(jiu)意味著處(chu)理(li)這些任(ren)務時(shi)沒有足夠的(de)(de)性能優勢，即不僅(jin)要(yao)求工作站(zhan)用(yong)戶桌面上要(yao)有一個獨立的(de)(de)PC機，而且公司的(de)(de)IT部門還得以(yi)較高(gao)的(de)(de)成本管理(li)和支持信息系(xi)統的(de)(de)一小部分，Intel IA-32處(chu)理(li)器(qi)(qi)為急切的(de)(de)工作站(zhan)應用(yong)提供了先進的(de)(de)性能、處(chu)理(li)能力(li)以(yi)及使單個計算機能擔當工作站(zhan)任(ren)務和辦(ban)公室生產應用(yong)的(de)(de)能力(li)。

但從另(ling)一方面(mian)看，RISC/Unix工(gong)作(zuo)站現大(da)多采用(yong)64位處(chu)理器和(he)64位操作(zuo)系統，最(zui)大(da)內存已(yi)突破(po)了4GB，達到8GB甚至更大(da)，穩定性也(ye)更高。而目(mu)前(qian)的Intel處(chu)理器和(he)Windows NT操作(zuo)系統仍舊是32位結構，在復雜的工(gong)程應(ying)用(yong)中就顯得捉襟見肘了。

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（或稱工(gong)程工(gong)作(zuo)站），辦公自動化(OA)工作(zuo)站，圖像處理工作(zuo)站等。不同任務(wu)的工作(zuo)站有不同的硬件(jian)和(he)軟(ruan)件(jian)配置。

例如,一個小型CAD工作(zuo)站的典型硬件(jian)配置為：普通計(ji)算機(ji)，帶有功(gong)能鍵的CRT終端，光筆，平面(mian)繪圖(tu)儀，數字化(hua)儀，打(da)印機(ji)等(deng)。軟件配置為：操作系統(tong)，編譯程序，相應的數據庫和數據庫管理系統(tong)，二維和三維的繪圖(tu)軟件，以及成(cheng)套的計算、分析軟件包。它(ta)可(ke)以完成(cheng)用戶提交的各(ge)種機(ji)械的、電(dian)氣(qi)的設(she)計任務。

OA工(gong)作(zuo)站(zhan)的主要(yao)硬件(jian)配置(zhi)為(wei)：普通計算機(ji)(ji)，辦(ban)公(gong)用(yong)終端設備(bei)（如電傳打(da)字(zi)機(ji)(ji)、交(jiao)互式終端、傳真機(ji)(ji)、激(ji)光打(da)印(yin)(yin)機(ji)(ji)、智能復印(yin)(yin)機(ji)(ji)等），通信(xin)設施（如局部區域(yu)網）、程控(kong)交(jiao)換(huan)機(ji)(ji)、公(gong)用(yong)數據網、綜合業務數字(zi)網等）。軟件(jian)配置(zhi)為(wei)：操(cao)作(zuo)系統，編(bian)譯程序，各種服(fu)務程序，通信(xin)軟件(jian)，數據庫管(guan)理系統，電子(zi)郵件(jian)，文字(zi)處(chu)理軟件(jian)，表(biao)格處(chu)理軟件(jian),各種編(bian)輯軟件(jian)以及專門(men)業(ye)務活動的(de)軟件(jian)包，如(ru)人事管(guan)(guan)理(li)(li)、財務管(guan)(guan)理(li)(li)、行政事務管(guan)(guan)理(li)(li)等軟件(jian)，并配備(bei)相應的(de)數(shu)據(ju)庫。OA工(gong)作站的任務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：頂級計算機，一般還包括超強性能的顯卡（由于CUDA并行編(bian)程的(de)發(fa)展所致）；圖像(xiang)(xiang)數(shu)字化設備（包括(kuo)電子的(de)、光學的(de)或機(ji)(ji)電的(de)掃描設備，數(shu)字化儀），圖像(xiang)(xiang)輸出設備，交互(hu)式圖像(xiang)(xiang)終端。軟件配置除了一般的(de)系統軟件外還(huan)要(yao)有成(cheng)(cheng)套的(de)圖像(xiang)(xiang)處理(li)軟件包。它可以完(wan)成(cheng)(cheng)用戶提出的(de)各種(zhong)(zhong)圖像(xiang)(xiang)處理(li)任務(wu)。越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多的(de)計算機(ji)(ji)廠(chang)家在生產(chan)和銷售各種(zhong)(zhong)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（精簡指令系統）架(jia)構的(de)UNIX系統工作站和基于Windows、Intel的PC工作站。

UNIX工作站(zhan)是一種高性(xing)能的專業工作站(zhan)，具有強大的處(chu)理(li)器（以前多(duo)采(cai)用RISC芯片(pian)）和優化的內存、I/O(輸入/輸出(chu))、圖形子系統，使用專(zhuan)有的處理器（英特爾(er)至強XEON、AMD皓龍(long)等(deng)）、內存以及圖(tu)形等(deng)硬件(jian)系(xi)統，WIN 7 旗(qi)艦版操作系統和UNIX系統(tong)，針對特定(ding)硬件(jian)平臺的應用軟(ruan)件(jian)，彼此(ci)互不兼容。

PC工作站則是基(ji)于高性能的(de)英特爾至(zhi)強處理器之上，使用穩定的(de)WIN7 32/64位操作系統，采用符合專業圖(tu)形(xing)標準（OpenGL4.x和DirectX 11）的圖(tu)形系統，再加上高(gao)性能的存儲(chu)、I/O（輸(shu)入(ru)/輸出）、網絡等子(zi)系統，來滿足專業(ye)軟件運行的要求(qiu)；以Linux為架構的(de)(de)工作站采用(yong)的(de)(de)是標準、開放的(de)(de)系統(tong)平臺，能最大程度的(de)(de)降低擁有成本──你甚至可以免費使用(yong)Linux系統及基于Linux系統的開源軟(ruan)件；以Mac OS和Windows為架構的(de)工(gong)作站(zhan)采用的(de)是標準、閉源的(de)系統(tong)平臺，在(zai)計(ji)算(suan)機技術高(gao)度發展的(de)當(dang)今，具(ju)有高(gao)度的(de)數據(ju)安全性(xing)和配(pei)置(zhi)的(de)靈活性(xing)，可根據(ju)不同的(de)需(xu)求來(lai)配(pei)置(zhi)工(gong)作站(zhan)解決方案。

另(ling)外(wai)，根據(ju)體積(ji)和(he)便(bian)攜(xie)性，工作(zuo)站(zhan)還可(ke)分為臺式工作(zuo)站(zhan)和(he)移動工作(zuo)站(zhan)。

臺(tai)式(shi)工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)類似于普(pu)通臺(tai)式(shi)電腦(nao)，體(ti)積較大，沒有便攜(xie)性(xing)(xing)可言(yan)，但(dan)性(xing)(xing)能強(qiang)勁，適合專業用戶使用。移(yi)動工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)其實就是一(yi)臺(tai)高(gao)性(xing)(xing)能的(de)筆記本電腦(nao)。但(dan)其硬件(jian)配置和整體(ti)性(xing)(xing)能又比(bi)普(pu)通筆記本電腦(nao)高(gao)一(yi)個檔次。適用機(ji)型是指該(gai)工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)配件(jian)所適用的(de)具體(ti)機(ji)型系(xi)列(lie)或型號。不(bu)同的(de)工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)標配不(bu)同的(de)硬件(jian)，工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)配件(jian)的(de)兼容性(xing)(xing)問(wen)題雖然不(bu)像(xiang)服務器那(nei)樣明顯，但(dan)從穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)和兼容性(xing)(xing)等角(jiao)度考慮，通常(chang)還是需要使用特定(ding)的(de)配件(jian)，這主(zhu)要是由工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)的(de)工作(zuo)(zuo)性(xing)(xing)質決定(ding)的(de)。

工作站特點

CPU：在80年代早期，RISC架構(gou)的處理器在單位成(cheng)本(ben)上提供(gong)比CISC處理器(qi)高幾個數量級的性能。正是在這個時期(qi)，CISC處理器的一族（Intel的x86）漸漸侵占市場(chang)份額。到(dao)了大約90年(nian)代(dai)中期，Intel的CPU終于擁有(you)了同 RISC 相提并論的(de)(de)性能（雖然以(yi)高(gao)的(de)(de)多的(de)(de)芯片(pian)復雜性為代(dai)價），并將后(hou)者趕進了一個狹窄的(de)(de)市(shi)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,具有幾(ji)種不(bu)同的(de)構架(jia)，具有無與倫比的(de)強大處理性能。突出(chu)的(de)特點就是集成了(le)QPI內存控制器，內存和CPU之間的數據(ju)通信不(bu)再經過北橋控制芯片，突破了CPU和內存之前數據交換的(de)瓶頸(jing)。隨著英特爾(er)32納(na)米(mi)技術的普(pu)及，英特爾至強(qiang)四核或者六核以(yi)其強(qiang)大的運算能(neng)力(li)成為當前服務器/工作站CPU的(de)不二選(xuan)擇。

高速網絡連接 (1000 Mbit/s 或者更高): 當今的工作站(zhan)集成基本都是1000Mbit的網卡

大屏幕的顯示器: 傳統(tong)的CRT和(he)(he)普(pu)通液晶已經越來越不能滿足專業(ye)圖形處理和(he)(he)模擬仿真等在色彩和(he)(he)屏分的需求，高端專業(ye)的顯(xian)示(shi)器(qi)如(ru)DELL U2410已經成為主流。

高性能的3D圖(tu)形(xing)硬(ying)件:工作(zuo)站在很大程度上都是(shi)跟圖(tu)形軟件結合(he)的，當前的軟件上已經發展OPENGL4.1和DIRECT 11，只(zhi)支持之前(qian)版本(ben)的專業(ye)(ye)圖形卡(ka)以及非專業(ye)(ye)的游戲顯卡(ka)已經逐漸無法(fa)滿足。日前(qian)主(zhu)流專業(ye)(ye)顯卡(ka)有麗臺系列的Q600，Q2000，Q4000,Q5000，Q6000以(yi)及(ji)ATI的V8800和V9800。

磁盤冗余存儲: 通(tong)俗來(lai)說就是做(zuo)RAID。90年代在PC市場從(cong)未(wei)流行，SCSI是(shi)一個高級(ji)的(de)控(kong)制接(jie)口，對(dui)于(yu)磁盤需要同(tong)時接(jie)受多重訪問請求的(de)場合(he)尤為有效。這(zhe)使得它適合(he)在服(fu)務器中使用(yong)，但是(shi)這(zhe)種特性對(dui)于(yu)絕大多數是(shi)單用(yong)戶操作系統(tong)的(de)桌(zhuo)面PC來說就(jiu)毫(hao)無(wu)優(you)勢。目前，桌面系(xi)統獲得更多的多用戶能(neng)力(li)（由于Linux數(shu)量的增長），新的磁(ci)盤(pan)接口SATA擁(yong)有近(jin)似SCSI的(de)速度(du)和(he)較低的(de)成(cheng)本(ben)，更新一代的(de)SAS硬盤擁有更快(kuai)的速度。而冗余陣(zhen)列在目前來說就是多個SATA硬盤(pan)按照不同的RAID模式組建的存儲陣列，常(chang)用的有(you)RAID 0 1 5 6 10，除了RAID 0，其他模式必須(xu)要三塊或者(zhe)三塊以(yi)上的(de)硬盤，磁盤陣列(lie)的(de)好處有兩個：A 成幾倍(bei)的增加磁盤存取速度；B 保證數據的安全性，一塊或者多塊磁盤壞掉(diao)，更換(huan)磁盤后(hou)可(ke)以通過(guo)RAID重構。