【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(yi)種高端(duan)的(de)(de)通(tong)用微型計(ji)算機。它是為(wei)了單用戶使用并提(ti)供比個人計(ji)算機更強大(da)的(de)(de)性能(neng)(neng)，尤其是在圖形處理能(neng)(neng)力，任務(wu)并行(xing)方面的(de)(de)能(neng)(neng)力。通(tong)常配(pei)有高分辨率的(de)(de)大(da)屏(ping)、多屏(ping)顯示器及容(rong)量很大(da)的(de)(de)內存儲(chu)器和外部存儲(chu)器，并且具有極強的(de)(de)信(xin)息和高性能(neng)(neng)的(de)(de)圖形、圖像處理功能(neng)(neng)的(de)(de)計(ji)算機。另外，連接到服(fu)務(wu)器的(de)(de)終端(duan)機也可稱為(wei)工作站。

工(gong)(gong)作站(zhan)是一(yi)種面向專(zhuan)業應(ying)用(yong)領域，具備強大的(de)(de)數據(ju)運算(suan)與(yu)圖(tu)形、圖(tu)像(xiang)處(chu)理(li)能(neng)力的(de)(de)高(gao)性能(neng)計算(suan)機，目(mu)前廣泛用(yong)于(yu)機械(xie)工(gong)(gong)程(cheng)自動化（MDA）、網絡管理(li)、動畫制作、科(ke)學研究、軟件(jian)開(kai) 發、金融管理(li)、信息服(fu)務(wu)、模擬仿真等專(zhuan)業領域。工(gong)(gong)作站(zhan)根據(ju)使用(yong)軟、硬件(jian)平(ping)臺(tai)的(de)(de)不同，一(yi)般(ban)分(fen)為基(ji)于(yu)RISC/Unix系統的(de)(de)傳統工(gong)(gong)作站(zhan)和基(ji)于(yu)Intel體系結構的(de)(de)PC工(gong)(gong)作站(zhan)。PC工(gong)(gong)作站(zhan)采用(yong)的(de)(de)是標(biao)準、開(kai)放(fang)的(de)(de)系統平(ping)臺(tai)，它基(ji)于(yu)高(gao)性能(neng)的(de)(de)Intel IA-32處(chu)理(li)器，使用(yong)穩(wen)定(ding)可靠的(de)(de)Windows NT操(cao)作系統，采用(yong)符合專(zhuan)業圖(tu)形標(biao)準（OpenGL）的(de)(de)圖(tu)形系統，再加上高(gao)性能(neng)的(de)(de)存儲、I/O、網絡等子系統，以(yi)滿(man)足專(zhuan)業軟件(jian)的(de)(de)運行要求。

許多沒有接觸(chu)過(guo)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)(yong)(yong)戶(hu)會認為(wei)(wei),工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站就是高級PC，其(qi)(qi)實不然。傳統的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站能(neng)(neng)為(wei)(wei)給它(ta)分(fen)配的(de)(de)(de)(de)任務(wu)，如數(shu)據壓縮、圖形制作(zuo)(zuo)、模型分(fen)析等提供(gong)最好(hao)的(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)，但(dan)它(ta)只是基于與(yu)公司網絡(luo)的(de)(de)(de)(de)其(qi)(qi)他系統分(fen)離的(de)(de)(de)(de)私人操(cao)作(zuo)(zuo)系統而設計(ji)的(de)(de)(de)(de)。PC機典型的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)是能(neng)(neng)運(yun)行主要的(de)(de)(de)(de)商業產品使用(yong)(yong)(yong)(yong)工(gong)(gong)具(ju)(ju),并能(neng)(neng)通過(guo)一個共同的(de)(de)(de)(de)網絡(luo)與(yu)其(qi)(qi)他的(de)(de)(de)(de)PC機兼容。雖然高端PC機也能(neng)(neng)運(yun)行一些工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站的(de)(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)軟件(jian)，但(dan)它(ta)們并不具(ju)(ju)有大多數(shu)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)所需的(de)(de)(de)(de)超強(qiang)的(de)(de)(de)(de)計(ji)算處(chu)(chu)理能(neng)(neng)力。在(zai)強(qiang)大的(de)(de)(de)(de)PentiumⅢ Xeon處(chu)(chu)理器的(de)(de)(de)(de)多處(chu)(chu)理能(neng)(neng)力支持(chi)下，工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站比(bi)PC機具(ju)(ju)有了更高的(de)(de)(de)(de)實際應(ying)用(yong)(yong)(yong)(yong)性能(neng)(neng)、穩定性和支持(chi)服務(wu)。 以Intel體系結構的(de)(de)(de)(de)工(gong)(gong)作(zuo)(zuo)站為(wei)(wei)例，其(qi)(qi)與(yu)商用(yong)(yong)(yong)(yong)PC的(de)(de)(de)(de)主要區別(bie)見(jian)表1。

當然(ran)，按照(zhao)不(bu)同體(ti)系結構(gou)區分的(de)PC工作(zuo)站和RISC/Unix工作(zuo)站之間，不(bu)僅存在著相互補充的(de)關系，更有著技術上的(de)本質不(bu)同。

過去(qu)，高(gao)端工(gong)作(zuo)站主要(yao)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)是RISC處理(li)器(qi)，當(dang)指定(ding)任(ren)務(wu)有較(jiao)高(gao)要(yao)求時，RISC結(jie)構(gou)不(bu)能(neng)以足夠的(de)(de)(de)性能(neng)運(yun)行(xing)PC應用(yong)(yong)，而是以“仿真(zhen)”模式進行(xing)，這(zhe)就意味著(zhu)處理(li)這(zhe)些任(ren)務(wu)時沒有足夠的(de)(de)(de)性能(neng)優勢(shi)，即(ji)不(bu)僅要(yao)求工(gong)作(zuo)站用(yong)(yong)戶桌面上(shang)要(yao)有一個獨(du)立的(de)(de)(de)PC機，而且(qie)公司的(de)(de)(de)IT部門還得(de)以較(jiao)高(gao)的(de)(de)(de)成本管理(li)和支持信息系統的(de)(de)(de)一小部分，Intel IA-32處理(li)器(qi)為急切的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)站應用(yong)(yong)提供了先進的(de)(de)(de)性能(neng)、處理(li)能(neng)力(li)以及使單個計算(suan)機能(neng)擔(dan)當(dang)工(gong)作(zuo)站任(ren)務(wu)和辦公室生產應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)能(neng)力(li)。

但從(cong)另一方(fang)面看，RISC/Unix工作(zuo)站現大多采用64位處理器(qi)和64位操作(zuo)系(xi)統(tong)，最大內存已突破(po)了4GB，達到8GB甚至更大，穩定(ding)性(xing)也更高。而(er)目前的(de)Intel處理器(qi)和Windows NT操作(zuo)系(xi)統(tong)仍舊是32位結構，在復雜的(de)工程應用中就顯得捉襟見(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（或稱工(gong)程工(gong)作(zuo)站），辦公自動化(OA)工(gong)作站，圖像(xiang)處理工(gong)作站等。不同任務的工(gong)作站有不同的硬件(jian)和軟(ruan)件(jian)配置。

例如,一個小型(xing)CAD工(gong)作站(zhan)的典型硬件(jian)配(pei)置為：普通計(ji)算機，帶有功能鍵(jian)的CRT終端，光筆，平(ping)面繪(hui)圖儀，數(shu)字化儀，打印機(ji)等。軟件(jian)配置為：操作系(xi)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(xi)統(tong)，二(er)維(wei)和三維(wei)的(de)(de)繪(hui)圖軟件(jian)，以及成套的(de)(de)計(ji)算、分(fen)析軟件(jian)包。它可以完(wan)成用戶提交的(de)(de)各(ge)種機(ji)械的(de)(de)、電氣的(de)(de)設計(ji)任務。

OA工作(zuo)站的主(zhu)要硬件(jian)(jian)配置(zhi)為(wei)：普通計(ji)算機(ji)(ji)，辦(ban)公用終(zhong)端(duan)設(she)備（如電(dian)傳打(da)字機(ji)(ji)、交互(hu)式終(zhong)端(duan)、傳真機(ji)(ji)、激光打(da)印機(ji)(ji)、智能復(fu)印機(ji)(ji)等），通信設(she)施（如局部區域網）、程(cheng)(cheng)控交換(huan)機(ji)(ji)、公用數據網、綜合業務(wu)數字網等）。軟(ruan)件(jian)(jian)配置(zhi)為(wei)：操作(zuo)系(xi)統，編譯(yi)程(cheng)(cheng)序，各種服務(wu)程(cheng)(cheng)序，通信軟(ruan)件(jian)(jian)，數據庫管理系(xi)統，電(dian)子郵件(jian)(jian)，文(wen)字處理軟(ruan)件(jian)(jian)，表格處理軟(ruan)件(jian)(jian),各種編輯軟(ruan)件以及專(zhuan)門業(ye)務活動的(de)軟(ruan)件包，如人事管(guan)(guan)理、財務管(guan)(guan)理、行政事務管(guan)(guan)理等(deng)軟(ruan)件，并配(pei)備相(xiang)應(ying)的(de)數據庫。OA工作(zuo)站的(de)任務是(shi)完成各(ge)種辦公信息(xi)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(xing)編(bian)程的(de)(de)發(fa)展所致）；圖(tu)像(xiang)數字(zi)化(hua)設(she)(she)備(bei)（包(bao)括(kuo)電(dian)子的(de)(de)、光學的(de)(de)或機(ji)電(dian)的(de)(de)掃描設(she)(she)備(bei)，數字(zi)化(hua)儀），圖(tu)像(xiang)輸出設(she)(she)備(bei)，交互式(shi)圖(tu)像(xiang)終端。軟(ruan)件配置除了(le)一般的(de)(de)系統軟(ruan)件外還要有成(cheng)套的(de)(de)圖(tu)像(xiang)處理(li)軟(ruan)件包(bao)。它可(ke)以完成(cheng)用戶提出的(de)(de)各種(zhong)圖(tu)像(xiang)處理(li)任務(wu)。越來越多(duo)的(de)(de)計算機(ji)廠家在(zai)生產和銷售各種(zhong)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（精簡指令系統）架構的UNIX系統工(gong)作站和(he)基于Windows、Intel的PC工作(zuo)站。

UNIX工作站是一種(zhong)高(gao)性能(neng)的(de)專(zhuan)業工作站，具有強(qiang)大的(de)處理器(qi)（以前多(duo)采用RISC芯(xin)片）和優化的內(nei)存、I/O(輸入/輸(shu)出)、圖(tu)形子系統，使用專(zhuan)有的處理器（英(ying)特爾(er)至(zhi)強XEON、AMD皓龍(long)等）、內存以及圖形等硬件系(xi)統，WIN 7 旗(qi)艦版操作系統和UNIX系統，針(zhen)對(dui)特定硬(ying)件平臺(tai)的應用軟件，彼此互不兼容(rong)。

PC工作站則是基于高(gao)性能的英特爾至強(qiang)處(chu)理(li)器之(zhi)上，使用穩(wen)定的WIN7 32/64位(wei)操作(zuo)系(xi)統，采(cai)用(yong)符合專(zhuan)業圖形標準（OpenGL4.x和DirectX 11）的圖形(xing)系統，再加上高(gao)性能的存(cun)儲、I/O（輸入/輸(shu)出）、網絡等子系統，來滿足專業軟件運行的要求；以Linux為(wei)架構的工作站采用的是標準、開放(fang)的系(xi)統平臺，能最大程度(du)的降低擁有成本──你(ni)甚至可以免費使用Linux系(xi)統及(ji)基于Linux系統的開源軟件(jian)；以Mac OS和Windows為架構的(de)(de)(de)工(gong)作(zuo)站采用的(de)(de)(de)是(shi)標準、閉源的(de)(de)(de)系統平(ping)臺，在計(ji)算(suan)機(ji)技(ji)術高(gao)度發展的(de)(de)(de)當今，具有高(gao)度的(de)(de)(de)數(shu)據(ju)安全性和配(pei)置的(de)(de)(de)靈活性，可(ke)根據(ju)不同的(de)(de)(de)需求來配(pei)置工(gong)作(zuo)站解決方案。

另外，根據體積和便攜性，工(gong)作(zuo)(zuo)站還可分為臺(tai)式工(gong)作(zuo)(zuo)站和移動工(gong)作(zuo)(zuo)站。

臺式工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)類似于普(pu)通(tong)臺式電(dian)腦，體(ti)積(ji)較大，沒有便(bian)攜性(xing)可(ke)言，但性(xing)能強勁，適(shi)合專業用(yong)戶(hu)使(shi)用(yong)。移(yi)動工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)其(qi)實(shi)就是(shi)(shi)一臺高(gao)性(xing)能的(de)筆記本電(dian)腦。但其(qi)硬(ying)件(jian)配置和整體(ti)性(xing)能又比普(pu)通(tong)筆記本電(dian)腦高(gao)一個(ge)檔次(ci)。適(shi)用(yong)機(ji)型是(shi)(shi)指該工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)配件(jian)所適(shi)用(yong)的(de)具體(ti)機(ji)型系列或型號。不(bu)(bu)同的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)標配不(bu)(bu)同的(de)硬(ying)件(jian)，工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)配件(jian)的(de)兼容性(xing)問題雖然不(bu)(bu)像服務器(qi)那樣明(ming)顯，但從穩定性(xing)和兼容性(xing)等角度考慮，通(tong)常還(huan)是(shi)(shi)需要使(shi)用(yong)特定的(de)配件(jian)，這主要是(shi)(shi)由(you)工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)的(de)工(gong)作(zuo)(zuo)性(xing)質(zhi)決(jue)定的(de)。

工作站特點

CPU：在80年代早(zao)期，RISC架(jia)構的(de)處理器在單位(wei)成本上提(ti)供比CISC處(chu)理器高幾個數量級的(de)性能。正是(shi)在這個時期(qi)，CISC處理器的一族（Intel的(de)x86）漸漸侵占市場份額(e)。到了大約(yue)90年(nian)代中期(qi)，Intel的CPU終于擁有(you)了(le)同 RISC 相(xiang)提并論的(de)性能（雖(sui)然(ran)以高的(de)多(duo)的(de)芯(xin)片復雜性為代價），并將后者(zhe)趕進(jin)了一個狹(xia)窄的(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,具有幾種不同的(de)構架(jia)，具有無與倫比的(de)強大處理性能(neng)。突出的(de)特點就是集成了QPI內(nei)存(cun)控制(zhi)器，內(nei)存(cun)和(he)CPU之間的數(shu)據通信不再經過北橋控制芯片，突破了CPU和內存(cun)之前數據交(jiao)換的(de)瓶頸。隨著英特爾32納(na)米技(ji)術的(de)普(pu)及，英特爾至強四(si)核(he)或者六核(he)以(yi)其(qi)強大的(de)運算能力成為當(dang)前服務器/工作站CPU的(de)不二選擇(ze)。

高速網絡連接 (1000 Mbit/s 或者(zhe)更(geng)高): 當今(jin)的(de)工作站集成基(ji)本都是1000Mbit的(de)網卡

大屏幕的顯示器: 傳統的CRT和普通液晶已(yi)經(jing)越(yue)來越(yue)不能滿足專業(ye)圖形(xing)處理和模擬仿真等(deng)在色彩和屏分的(de)需求，高端專業(ye)的(de)顯示器如DELL U2410已經成為(wei)主流。

高性能的3D圖(tu)形硬(ying)件(jian):工(gong)作站在很大(da)程(cheng)度上都是跟圖形軟件結合的，當前的軟件上已經發展OPENGL4.1和DIRECT 11，只支(zhi)持之前(qian)版(ban)本的專(zhuan)業(ye)圖形卡(ka)(ka)以及非專(zhuan)業(ye)的游(you)戲顯卡(ka)(ka)已經逐漸無法滿(man)足。日前(qian)主流專(zhuan)業(ye)顯卡(ka)(ka)有麗臺系列的Q600，Q2000，Q4000,Q5000，Q6000以及ATI的V8800和V9800。

磁盤冗余存儲: 通俗來說(shuo)就是做RAID。90年代(dai)在PC市(shi)場從(cong)未(wei)流(liu)行，SCSI是一個高級的控制接(jie)(jie)口，對(dui)于(yu)(yu)磁盤需要同時接(jie)(jie)受多重訪問(wen)請求的場合(he)尤(you)為有效。這(zhe)使得它適合(he)在(zai)服務器(qi)中使用，但是這(zhe)種特性對(dui)于(yu)(yu)絕大(da)多數是單用戶(hu)操作系統的桌面(mian)PC來說(shuo)就毫無優(you)勢(shi)。目前，桌面系統(tong)獲得更多(duo)(duo)的多(duo)(duo)用戶能力(li)（由于Linux數量的增(zeng)長），新的磁(ci)盤接口SATA擁(yong)有(you)近似(si)SCSI的速度和較(jiao)低的成本，更新一代的SAS硬盤擁有更快(kuai)的速度。而冗余陣列在(zai)目前來(lai)說就是多個(ge)SATA硬盤按照不(bu)同的RAID模(mo)式組建的(de)存儲陣(zhen)列，常(chang)用的(de)有RAID 0 1 5 6 10，除了RAID 0，其他模(mo)式必(bi)須要三塊或者三塊以上的硬盤，磁盤陣列的好處有兩個：A 成(cheng)幾(ji)倍的增加磁盤(pan)存取速度(du)；B 保證(zheng)數據的安全性，一塊或者多(duo)塊磁(ci)盤(pan)壞(huai)掉，更換磁(ci)盤(pan)后可以通過RAID重構。