【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

工作站是一種高(gao)端的(de)(de)通用(yong)微型(xing)計(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)。它是為了單用(yong)戶使用(yong)并提供比個人計(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)更強大的(de)(de)性能(neng)(neng)，尤其是在圖(tu)(tu)(tu)形(xing)處(chu)理(li)能(neng)(neng)力，任(ren)務并行方面的(de)(de)能(neng)(neng)力。通常配(pei)有(you)高(gao)分辨(bian)率的(de)(de)大屏、多屏顯(xian)示器及容量很大的(de)(de)內(nei)存儲器和外部(bu)存儲器，并且具有(you)極(ji)強的(de)(de)信息(xi)和高(gao)性能(neng)(neng)的(de)(de)圖(tu)(tu)(tu)形(xing)、圖(tu)(tu)(tu)像處(chu)理(li)功(gong)能(neng)(neng)的(de)(de)計(ji)(ji)算(suan)機(ji)(ji)。另外，連接到服務器的(de)(de)終端機(ji)(ji)也可稱為工(gong)作站。

工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)是(shi)一種面向專(zhuan)業應用(yong)領域(yu)，具備強(qiang)大(da)的(de)數據運(yun)算與圖形、圖像處(chu)理(li)能(neng)力的(de)高(gao)性(xing)能(neng)計算機(ji)，目前廣泛用(yong)于(yu)機(ji)械(xie)工(gong)(gong)(gong)程自動化（MDA）、網絡(luo)(luo)管(guan)理(li)、動畫制作(zuo)、科學(xue)研究、軟件(jian)開 發、金融管(guan)理(li)、信息服務、模擬仿真等專(zhuan)業領域(yu)。工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)根(gen)據使用(yong)軟、硬件(jian)平臺的(de)不(bu)同，一般分(fen)為基于(yu)RISC/Unix系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)傳(chuan)統(tong)(tong)工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)和基于(yu)Intel體系(xi)(xi)(xi)結構的(de)PC工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)。PC工(gong)(gong)(gong)作(zuo)站(zhan)采用(yong)的(de)是(shi)標準、開放的(de)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)平臺，它基于(yu)高(gao)性(xing)能(neng)的(de)Intel IA-32處(chu)理(li)器，使用(yong)穩定可靠的(de)Windows NT操作(zuo)系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)，采用(yong)符合專(zhuan)業圖形標準（OpenGL）的(de)圖形系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)，再加上高(gao)性(xing)能(neng)的(de)存儲、I/O、網絡(luo)(luo)等子系(xi)(xi)(xi)統(tong)(tong)，以滿(man)足專(zhuan)業軟件(jian)的(de)運(yun)行要求。

許多(duo)沒有接觸過工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)的(de)(de)用(yong)(yong)戶(hu)會(hui)認(ren)為,工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)就是高級PC，其實(shi)不然(ran)。傳統(tong)的(de)(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)能(neng)為給它分(fen)配的(de)(de)任務，如數(shu)據壓縮、圖形制作(zuo)(zuo)(zuo)、模型分(fen)析等提供(gong)最好的(de)(de)性(xing)能(neng)，但它只是基于與公(gong)司(si)網絡的(de)(de)其他系統(tong)分(fen)離(li)的(de)(de)私人操作(zuo)(zuo)(zuo)系統(tong)而設計的(de)(de)。PC機(ji)典型的(de)(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)是能(neng)運(yun)行(xing)主要(yao)(yao)的(de)(de)商業產(chan)品使(shi)用(yong)(yong)工具,并能(neng)通(tong)過一(yi)個共同的(de)(de)網絡與其他的(de)(de)PC機(ji)兼容。雖然(ran)高端PC機(ji)也能(neng)運(yun)行(xing)一(yi)些工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)的(de)(de)應用(yong)(yong)軟件(jian)，但它們并不具有大多(duo)數(shu)工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)應用(yong)(yong)所需的(de)(de)超強(qiang)的(de)(de)計算處理能(neng)力(li)。在(zai)強(qiang)大的(de)(de)PentiumⅢ Xeon處理器(qi)的(de)(de)多(duo)處理能(neng)力(li)支(zhi)持(chi)下，工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)比PC機(ji)具有了更高的(de)(de)實(shi)際應用(yong)(yong)性(xing)能(neng)、穩定性(xing)和(he)支(zhi)持(chi)服務。 以Intel體系結構的(de)(de)工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)為例，其與商用(yong)(yong)PC的(de)(de)主要(yao)(yao)區別見表1。

當然，按(an)照不(bu)同體系結構(gou)區(qu)分的PC工作(zuo)站(zhan)和(he)RISC/Unix工作(zuo)站(zhan)之間，不(bu)僅(jin)存在(zai)著相互補充的關系，更有著技術(shu)上的本質不(bu)同。

過去，高端工(gong)作(zuo)站(zhan)主要用的(de)(de)是RISC處(chu)(chu)理(li)(li)器(qi)，當指定任(ren)務有較高要求(qiu)時，RISC結構不能(neng)以足夠的(de)(de)性能(neng)運行PC應用，而是以“仿真(zhen)”模式進行，這就(jiu)意味著處(chu)(chu)理(li)(li)這些任(ren)務時沒有足夠的(de)(de)性能(neng)優勢，即不僅要求(qiu)工(gong)作(zuo)站(zhan)用戶(hu)桌面上要有一(yi)個獨立的(de)(de)PC機，而且公司的(de)(de)IT部門還(huan)得以較高的(de)(de)成本管理(li)(li)和支(zhi)持信息系統(tong)的(de)(de)一(yi)小部分，Intel IA-32處(chu)(chu)理(li)(li)器(qi)為急切的(de)(de)工(gong)作(zuo)站(zhan)應用提供了先進的(de)(de)性能(neng)、處(chu)(chu)理(li)(li)能(neng)力以及使(shi)單(dan)個計算機能(neng)擔當工(gong)作(zuo)站(zhan)任(ren)務和辦公室生產應用的(de)(de)能(neng)力。

但(dan)從另一方(fang)面看，RISC/Unix工(gong)作(zuo)站(zhan)現大(da)(da)多采用(yong)64位(wei)處(chu)理器和64位(wei)操(cao)(cao)作(zuo)系(xi)統，最大(da)(da)內存已突破(po)了4GB，達到8GB甚至更(geng)大(da)(da)，穩定性也更(geng)高(gao)。而(er)目前(qian)的Intel處(chu)理器和Windows NT操(cao)(cao)作(zuo)系(xi)統仍舊是32位(wei)結構(gou)，在(zai)復雜(za)的工(gong)程應(ying)用(yong)中(zhong)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(zi)動(dong)化(OA)工(gong)作(zuo)(zuo)站，圖(tu)像處理工(gong)作(zuo)(zuo)站等(deng)。不(bu)同任務的工(gong)作(zuo)(zuo)站有(you)不(bu)同的硬件(jian)和軟(ruan)件(jian)配置。

例如,一個小型CAD工作站的典(dian)型(xing)硬件配置為(wei)：普通計算機(ji)，帶(dai)有功能鍵的CRT終端(duan)，光筆(bi)，平面(mian)繪圖儀，數(shu)字化儀，打印(yin)機等(deng)。軟件(jian)配(pei)置為：操作系統(tong)，編譯程序，相應的(de)(de)數(shu)據庫(ku)和數(shu)據庫(ku)管理系統(tong)，二維(wei)和三維(wei)的(de)(de)繪圖軟件(jian)，以(yi)及成(cheng)套的(de)(de)計(ji)(ji)算、分析軟件(jian)包。它可以(yi)完成(cheng)用(yong)戶提交的(de)(de)各種機械的(de)(de)、電氣的(de)(de)設(she)計(ji)(ji)任務(wu)。

OA工(gong)作(zuo)站的主要硬(ying)件(jian)配(pei)置為(wei)：普通(tong)(tong)計算(suan)機(ji)，辦公(gong)用(yong)終端設備（如(ru)電傳打(da)字機(ji)、交(jiao)互式終端、傳真機(ji)、激光打(da)印機(ji)、智能復印機(ji)等），通(tong)(tong)信設施(shi)（如(ru)局部(bu)區域(yu)網(wang)）、程(cheng)控(kong)交(jiao)換機(ji)、公(gong)用(yong)數據網(wang)、綜合業務數字網(wang)等）。軟(ruan)(ruan)件(jian)配(pei)置為(wei)：操作(zuo)系統，編譯程(cheng)序(xu)，各種服(fu)務程(cheng)序(xu)，通(tong)(tong)信軟(ruan)(ruan)件(jian)，數據庫管理(li)系統，電子郵件(jian)，文(wen)字處理(li)軟(ruan)(ruan)件(jian)，表格處理(li)軟(ruan)(ruan)件(jian),各種編輯軟件以及專門業務(wu)活動的軟件包，如人事管理(li)、財務(wu)管理(li)、行政事務(wu)管理(li)等軟件，并(bing)配備(bei)相應的數據(ju)庫。OA工作站的任務是完成(cheng)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并行編程的(de)(de)發展所致）；圖像數字化設(she)備(bei)（包括(kuo)電(dian)子的(de)(de)、光學的(de)(de)或(huo)機電(dian)的(de)(de)掃描設(she)備(bei)，數字化儀），圖像輸(shu)出設(she)備(bei)，交互(hu)式圖像終端。軟件配置除(chu)了一般的(de)(de)系統軟件外(wai)還(huan)要有成套的(de)(de)圖像處(chu)(chu)理軟件包。它可以(yi)完成用(yong)戶提(ti)出的(de)(de)各(ge)種圖像處(chu)(chu)理任務。越來越多(duo)的(de)(de)計算(suan)機廠家(jia)在生產和銷售各(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（精簡指令系(xi)統）架(jia)構的UNIX系統工(gong)作(zuo)站和基于Windows、Intel的PC工作(zuo)站。

UNIX工作(zuo)站是一種(zhong)高性能的專業工作(zuo)站，具有強大的處理器（以前多采(cai)用RISC芯(xin)片）和優化的內存、I/O(輸入/輸出)、圖形子系(xi)統，使用(yong)專有的處(chu)理(li)器（英特(te)爾至強XEON、AMD皓(hao)龍等）、內(nei)存以及圖形等硬件系統，WIN 7 旗(qi)艦(jian)版操(cao)作系統和UNIX系統，針(zhen)對特定硬件(jian)平臺的應用軟(ruan)件(jian)，彼(bi)此互不兼(jian)容。

PC工作站則是基(ji)于高性(xing)能的英特爾至(zhi)強(qiang)處理器之上，使用穩定的WIN7 32/64位操作系(xi)統，采用符合(he)專業(ye)圖形標準(zhun)（OpenGL4.x和DirectX 11）的(de)圖(tu)形系統，再加(jia)上(shang)高性能(neng)的(de)存(cun)儲、I/O（輸(shu)入(ru)/輸(shu)出(chu)）、網絡等(deng)子系統，來滿足專業軟(ruan)件運(yun)行的要(yao)求(qiu)；以Linux為架(jia)構的(de)工作站采用的(de)是標(biao)準(zhun)、開(kai)放的(de)系統平(ping)臺，能(neng)最(zui)大程度的(de)降低擁有(you)成本──你(ni)甚至可(ke)以免(mian)費使用Linux系統及基(ji)于Linux系統的開源(yuan)軟件；以Mac OS和Windows為架構的工(gong)作站(zhan)采用的是標(biao)準、閉源的系統平臺，在計算機技術高度(du)發(fa)展的當今，具有(you)高度(du)的數據(ju)安(an)全性和(he)配置(zhi)的靈活性，可根(gen)據(ju)不同的需求(qiu)來(lai)配置(zhi)工(gong)作站(zhan)解(jie)決方案。

另(ling)外，根據(ju)體積(ji)和便攜性，工作(zuo)站(zhan)還可(ke)分為臺式(shi)工作(zuo)站(zhan)和移(yi)動工作(zuo)站(zhan)。

臺式工(gong)作站(zhan)類(lei)似于普(pu)通臺式電(dian)腦，體(ti)積(ji)較大，沒有便攜(xie)性(xing)(xing)可(ke)言，但性(xing)(xing)能強(qiang)勁(jing)，適合專(zhuan)業用戶(hu)使用。移動工(gong)作站(zhan)其實(shi)就是一臺高性(xing)(xing)能的(de)筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦。但其硬(ying)件(jian)配置和整體(ti)性(xing)(xing)能又比普(pu)通筆(bi)記(ji)本(ben)電(dian)腦高一個檔次(ci)。適用機(ji)型是指該(gai)工(gong)作站(zhan)配件(jian)所(suo)適用的(de)具體(ti)機(ji)型系(xi)列或型號。不(bu)同(tong)的(de)工(gong)作站(zhan)標(biao)配不(bu)同(tong)的(de)硬(ying)件(jian)，工(gong)作站(zhan)配件(jian)的(de)兼(jian)容(rong)性(xing)(xing)問題(ti)雖(sui)然不(bu)像(xiang)服務(wu)器那樣(yang)明顯，但從穩定性(xing)(xing)和兼(jian)容(rong)性(xing)(xing)等角度(du)考慮，通常還是需要使用特定的(de)配件(jian)，這主要是由工(gong)作站(zhan)的(de)工(gong)作性(xing)(xing)質決(jue)定的(de)。

工作站特點

CPU：在80年代早期，RISC架構(gou)的處(chu)理器在(zai)單(dan)位成本上(shang)提供比(bi)CISC處理器高幾個數量(liang)級(ji)的性能。正是在這個時期，CISC處理(li)器(qi)的(de)一族（Intel的x86）漸(jian)漸(jian)侵(qin)占(zhan)市場份額。到(dao)了大約90年代中期(qi)，Intel的CPU終于(yu)擁有了同(tong) RISC 相提并(bing)(bing)論的(de)性(xing)(xing)能（雖然以高的(de)多的(de)芯片(pian)復雜(za)性(xing)(xing)為代價(jia)），并(bing)(bing)將后者趕(gan)進了一個狹窄的(de)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,具有幾種不同的(de)構架(jia)，具有無(wu)與倫比的(de)強(qiang)大(da)處理性(xing)能。突出的(de)特點就是集成(cheng)了QPI內存控制器，內存和CPU之間的數(shu)據通信(xin)不再經過北橋控制芯片，突破了CPU和內存之前數(shu)據交換的瓶頸。隨(sui)著(zhu)英特爾32納米技(ji)術的普及，英特爾至強(qiang)四核(he)或者(zhe)六核(he)以(yi)其強(qiang)大(da)的運(yun)算能(neng)力成(cheng)為當(dang)前(qian)服(fu)務(wu)器(qi)/工(gong)作站CPU的不二(er)選擇(ze)。

高速網絡連接 (1000 Mbit/s 或(huo)者更(geng)高): 當(dang)今的工作站集成基本都(dou)是1000Mbit的網卡

大屏幕的顯示器: 傳統的CRT和普通(tong)液(ye)晶已經越(yue)來(lai)越(yue)不(bu)能滿(man)足專(zhuan)業(ye)圖(tu)形(xing)處理和模擬仿真等在色彩和屏分(fen)的(de)需求，高端專(zhuan)業(ye)的(de)顯示器如DELL U2410已經成(cheng)為(wei)主流(liu)。

高性能的3D圖(tu)形硬件:工作站(zhan)在很大(da)程(cheng)度上都是跟(gen)圖形軟(ruan)件結合(he)的(de)，當前的(de)軟(ruan)件上已經發展OPENGL4.1和(he)DIRECT 11，只支持之前版本的專業(ye)圖形卡以及非專業(ye)的游戲顯(xian)(xian)卡已(yi)經逐漸無法滿足。日前主流專業(ye)顯(xian)(xian)卡有(you)麗臺(tai)系列的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(liu)行，SCSI是(shi)一個高(gao)級(ji)的(de)控制接口，對(dui)于磁(ci)盤需要(yao)同時接受多(duo)重訪問請求的(de)場合尤為有效。這(zhe)使(shi)得它適合在服務器中(zhong)使(shi)用(yong)，但是(shi)這(zhe)種特性對(dui)于絕大多(duo)數是(shi)單用(yong)戶操作系統的(de)桌(zhuo)面PC來說就毫無優勢。目(mu)前，桌面系統獲得(de)更多的多用(yong)戶能力（由于(yu)Linux數量的增(zeng)長），新(xin)的磁(ci)盤接(jie)口SATA擁有近似(si)SCSI的速度和較(jiao)低的成本，更新一代的SAS硬盤擁(yong)有更快的(de)速度。而冗余陣(zhen)列在目前來(lai)說就是多個SATA硬盤按照不同的RAID模式組建的存儲陣列，常用的有RAID 0 1 5 6 10，除了(le)RAID 0，其他(ta)模式必須(xu)要三(san)塊或者三(san)塊以上(shang)的硬盤，磁盤陣列的好處有兩(liang)個：A 成幾倍的(de)增加磁盤存取速度；B 保(bao)證數據的安全性，一塊或者(zhe)多塊磁(ci)盤壞掉，更(geng)換磁(ci)盤后可以通(tong)過RAID重構。