【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)端的通(tong)用(yong)(yong)微型計算(suan)機(ji)。它是為了單用(yong)(yong)戶使用(yong)(yong)并(bing)提供比個人計算(suan)機(ji)更(geng)強(qiang)大的性能(neng)(neng)(neng)，尤其是在圖(tu)形處理能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)，任(ren)務并(bing)行方(fang)面的能(neng)(neng)(neng)力(li)(li)。通(tong)常配有(you)高(gao)分辨率(lv)的大屏、多屏顯(xian)示器(qi)及(ji)容量很大的內(nei)存儲(chu)器(qi)和外部存儲(chu)器(qi)，并(bing)且(qie)具有(you)極強(qiang)的信息和高(gao)性能(neng)(neng)(neng)的圖(tu)形、圖(tu)像處理功能(neng)(neng)(neng)的計算(suan)機(ji)。另外，連(lian)接到服(fu)務器(qi)的終端機(ji)也(ye)可稱為工作站。

工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)是(shi)一種面向專(zhuan)業(ye)(ye)應用(yong)(yong)(yong)領域，具備強(qiang)大的(de)數據(ju)運算與圖(tu)(tu)形(xing)、圖(tu)(tu)像處(chu)理(li)能力(li)的(de)高性(xing)能計算機(ji)，目前廣泛用(yong)(yong)(yong)于(yu)(yu)機(ji)械(xie)工(gong)程自動化(hua)（MDA）、網(wang)(wang)絡(luo)管理(li)、動畫制作(zuo)(zuo)、科學研究、軟件(jian)開 發、金(jin)融管理(li)、信息服務、模(mo)擬仿真等專(zhuan)業(ye)(ye)領域。工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)根據(ju)使用(yong)(yong)(yong)軟、硬件(jian)平(ping)臺(tai)的(de)不同，一般分為(wei)基于(yu)(yu)RISC/Unix系(xi)統(tong)的(de)傳統(tong)工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)和基于(yu)(yu)Intel體系(xi)結構的(de)PC工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)。PC工(gong)作(zuo)(zuo)站(zhan)采(cai)用(yong)(yong)(yong)的(de)是(shi)標(biao)準、開放的(de)系(xi)統(tong)平(ping)臺(tai)，它基于(yu)(yu)高性(xing)能的(de)Intel IA-32處(chu)理(li)器，使用(yong)(yong)(yong)穩(wen)定(ding)可靠(kao)的(de)Windows NT操作(zuo)(zuo)系(xi)統(tong)，采(cai)用(yong)(yong)(yong)符合專(zhuan)業(ye)(ye)圖(tu)(tu)形(xing)標(biao)準（OpenGL）的(de)圖(tu)(tu)形(xing)系(xi)統(tong)，再加上(shang)高性(xing)能的(de)存儲、I/O、網(wang)(wang)絡(luo)等子系(xi)統(tong)，以(yi)滿足(zu)專(zhuan)業(ye)(ye)軟件(jian)的(de)運行要求。

許多沒有(you)接觸(chu)過(guo)工作(zuo)站的(de)(de)(de)用戶會認(ren)為,工作(zuo)站就是高級PC，其實不然。傳統的(de)(de)(de)工作(zuo)站能(neng)為給它分配的(de)(de)(de)任務，如數據壓縮、圖(tu)形制作(zuo)、模(mo)型分析等提(ti)供最好的(de)(de)(de)性能(neng)，但它只是基于與公司網絡的(de)(de)(de)其他系統分離的(de)(de)(de)私人操作(zuo)系統而(er)設計(ji)的(de)(de)(de)。PC機(ji)典型的(de)(de)(de)工作(zuo)是能(neng)運(yun)行主(zhu)要的(de)(de)(de)商(shang)業產品使用工具(ju),并能(neng)通過(guo)一個(ge)共同的(de)(de)(de)網絡與其他的(de)(de)(de)PC機(ji)兼容(rong)。雖(sui)然高端(duan)PC機(ji)也(ye)能(neng)運(yun)行一些工作(zuo)站的(de)(de)(de)應用軟件，但它們并不具(ju)有(you)大(da)多數工作(zuo)站應用所需的(de)(de)(de)超強的(de)(de)(de)計(ji)算處理(li)能(neng)力。在強大(da)的(de)(de)(de)PentiumⅢ Xeon處理(li)器(qi)的(de)(de)(de)多處理(li)能(neng)力支持下，工作(zuo)站比PC機(ji)具(ju)有(you)了更高的(de)(de)(de)實際應用性能(neng)、穩定性和支持服務。 以Intel體系結構的(de)(de)(de)工作(zuo)站為例(li)，其與商(shang)用PC的(de)(de)(de)主(zhu)要區別見表1。

當然(ran)，按照不同(tong)體系結構區分的(de)PC工作站(zhan)和RISC/Unix工作站(zhan)之(zhi)間，不僅(jin)存在著相(xiang)互補充的(de)關系，更有著技術上的(de)本質(zhi)不同(tong)。

過(guo)去，高端(duan)工作(zuo)(zuo)站主要用的(de)(de)(de)(de)是RISC處理(li)器(qi)，當(dang)指定任(ren)(ren)務(wu)有(you)較高要求時(shi)，RISC結(jie)構(gou)不能(neng)以(yi)(yi)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)性能(neng)運(yun)行PC應用，而(er)是以(yi)(yi)“仿(fang)真”模式進(jin)行，這就意味著處理(li)這些任(ren)(ren)務(wu)時(shi)沒(mei)有(you)足(zu)夠的(de)(de)(de)(de)性能(neng)優勢，即不僅(jin)要求工作(zuo)(zuo)站用戶(hu)桌面(mian)上要有(you)一個獨立的(de)(de)(de)(de)PC機，而(er)且公司的(de)(de)(de)(de)IT部門還得以(yi)(yi)較高的(de)(de)(de)(de)成(cheng)本管理(li)和支持信息系統的(de)(de)(de)(de)一小(xiao)部分，Intel IA-32處理(li)器(qi)為急切(qie)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)(zuo)站應用提供(gong)了先進(jin)的(de)(de)(de)(de)性能(neng)、處理(li)能(neng)力以(yi)(yi)及使單個計算(suan)機能(neng)擔當(dang)工作(zuo)(zuo)站任(ren)(ren)務(wu)和辦(ban)公室(shi)生產應用的(de)(de)(de)(de)能(neng)力。

但從另一方面看(kan)，RISC/Unix工作站現大(da)(da)多采用(yong)64位處理(li)器和64位操(cao)作系統，最(zui)大(da)(da)內存已突破了(le)4GB，達到8GB甚至更大(da)(da)，穩定(ding)性(xing)也更高。而目前的Intel處理(li)器和Windows NT操(cao)作系統仍舊(jiu)是32位結構，在復雜(za)的工程應用(yong)中就顯得捉襟見肘(zhou)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(zhan)（或稱工程工作(zuo)站(zhan)），辦公自(zi)動化(hua)(OA)工作(zuo)站，圖像處(chu)理工作(zuo)站等。不同(tong)任務的工作(zuo)站有不同(tong)的硬件和軟件配置。

例如,一個小型CAD工作站的(de)典型硬件配置為(wei)：普(pu)通計算機，帶有功能鍵的(de)CRT終端，光筆(bi)，平面繪圖(tu)儀，數字(zi)化儀，打(da)印機等。軟件配(pei)置為：操作系統，編譯程序(xu)，相應(ying)的(de)數據庫和(he)數據庫管理系統，二維(wei)(wei)和(he)三維(wei)(wei)的(de)繪圖(tu)軟件，以及成套(tao)的(de)計算(suan)、分析(xi)軟件包。它可以完成用戶提交的(de)各種機械(xie)的(de)、電(dian)氣的(de)設計任務(wu)。

OA工作站的(de)主要硬(ying)件(jian)(jian)配置為：普通(tong)計算機(ji)，辦公用終端設備（如電傳(chuan)打字(zi)(zi)機(ji)、交互(hu)式(shi)終端、傳(chuan)真(zhen)機(ji)、激光打印機(ji)、智(zhi)能復印機(ji)等），通(tong)信(xin)設施（如局部區域(yu)網(wang)）、程(cheng)控交換機(ji)、公用數據網(wang)、綜合業務數字(zi)(zi)網(wang)等）。軟(ruan)件(jian)(jian)配置為：操作系(xi)統，編譯程(cheng)序，各(ge)種服務程(cheng)序，通(tong)信(xin)軟(ruan)件(jian)(jian)，數據庫管理(li)(li)系(xi)統，電子郵件(jian)(jian)，文(wen)字(zi)(zi)處理(li)(li)軟(ruan)件(jian)(jian)，表格(ge)處理(li)(li)軟(ruan)件(jian)(jian),各種(zhong)編輯軟件以及專門業務活動(dong)的(de)軟件包，如人事管(guan)理(li)(li)、財務管(guan)理(li)(li)、行政事務管(guan)理(li)(li)等軟件，并配(pei)備相(xiang)應的(de)數(shu)據(ju)庫。OA工(gong)作站的任務是完成各種辦(ban)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)發展(zhan)所致）；圖像數(shu)字化設備（包(bao)括電子的(de)、光學(xue)的(de)或機(ji)電的(de)掃描設備，數(shu)字化儀），圖像輸出設備，交互式圖像終端(duan)。軟件配置除了一般的(de)系統軟件外(wai)還要有成(cheng)套的(de)圖像處(chu)理(li)軟件包(bao)。它(ta)可以完成(cheng)用戶提出的(de)各種(zhong)圖像處(chu)理(li)任(ren)務(wu)。越來越多的(de)計算機(ji)廠(chang)家在(zai)生產和銷售各種(zhong)工作站(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(jing)簡指令系統）架構的UNIX系(xi)統工(gong)作站(zhan)和基于Windows、Intel的(de)PC工作站。

UNIX工作(zuo)站是一種高性能(neng)的專(zhuan)業工作(zuo)站，具有強大(da)的處理器（以前多采用RISC芯片(pian)）和優化的內存、I/O(輸入/輸(shu)出)、圖形(xing)子系統，使用專有(you)的處理(li)器（英特爾至(zhi)強XEON、AMD皓龍等）、內存以(yi)及圖形等硬件系(xi)統(tong)，WIN 7 旗艦版操作系(xi)統(tong)和UNIX系統(tong)，針對特定硬(ying)件平臺(tai)的應用軟件，彼此互不兼容。

PC工作站則是基(ji)于高性能的英特爾至強處理器(qi)之上，使用穩(wen)定的WIN7 32/64位(wei)操(cao)作系(xi)統，采用(yong)符合專(zhuan)業圖形(xing)標準（OpenGL4.x和DirectX 11）的圖形系統，再(zai)加(jia)上高性(xing)能的存儲(chu)、I/O（輸(shu)入/輸出）、網(wang)絡等子系統，來滿足專(zhuan)業(ye)軟件運行(xing)的要求；以Linux為架構(gou)的(de)工(gong)作站采用(yong)的(de)是標(biao)準、開放(fang)的(de)系統平臺，能最(zui)大程(cheng)度的(de)降(jiang)低擁有成本──你甚至可以免費使用(yong)Linux系統及基(ji)于(yu)Linux系(xi)統(tong)的(de)開源軟件；以Mac OS和Windows為架構的(de)(de)工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)采用(yong)的(de)(de)是標(biao)準、閉(bi)源的(de)(de)系統平臺，在計算機技術(shu)高度發展的(de)(de)當今(jin)，具有高度的(de)(de)數據安全性和配置(zhi)的(de)(de)靈(ling)活性，可根(gen)據不(bu)同的(de)(de)需求來(lai)配置(zhi)工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)解決方(fang)案。

另外(wai)，根(gen)據(ju)體積和(he)便攜性，工作(zuo)站(zhan)還可分為臺式工作(zuo)站(zhan)和(he)移(yi)動工作(zuo)站(zhan)。

臺(tai)式工作(zuo)站類(lei)似于普通臺(tai)式電(dian)腦(nao)，體(ti)(ti)積(ji)較大(da)，沒有便攜性(xing)(xing)(xing)(xing)可言，但性(xing)(xing)(xing)(xing)能強勁(jing)，適合專業用(yong)(yong)戶使用(yong)(yong)。移動工作(zuo)站其(qi)實就(jiu)是(shi)(shi)一臺(tai)高性(xing)(xing)(xing)(xing)能的(de)(de)筆(bi)記本電(dian)腦(nao)。但其(qi)硬(ying)(ying)件(jian)(jian)配(pei)(pei)(pei)置和整體(ti)(ti)性(xing)(xing)(xing)(xing)能又比普通筆(bi)記本電(dian)腦(nao)高一個檔(dang)次。適用(yong)(yong)機型(xing)是(shi)(shi)指(zhi)該工作(zuo)站配(pei)(pei)(pei)件(jian)(jian)所(suo)適用(yong)(yong)的(de)(de)具(ju)體(ti)(ti)機型(xing)系列或型(xing)號。不同的(de)(de)工作(zuo)站標配(pei)(pei)(pei)不同的(de)(de)硬(ying)(ying)件(jian)(jian)，工作(zuo)站配(pei)(pei)(pei)件(jian)(jian)的(de)(de)兼容性(xing)(xing)(xing)(xing)問題雖然不像服務器那樣明顯，但從穩定性(xing)(xing)(xing)(xing)和兼容性(xing)(xing)(xing)(xing)等角度(du)考慮，通常還(huan)是(shi)(shi)需要使用(yong)(yong)特定的(de)(de)配(pei)(pei)(pei)件(jian)(jian)，這主要是(shi)(shi)由工作(zuo)站的(de)(de)工作(zuo)性(xing)(xing)(xing)(xing)質(zhi)決(jue)定的(de)(de)。

工作站特點

CPU：在80年(nian)代早期，RISC架構的(de)處理器在(zai)單位成本上提供(gong)比CISC處(chu)理器高幾個數量級的性能。正是在這個時期，CISC處理器的一族（Intel的(de)x86）漸(jian)漸(jian)侵(qin)占市場份額(e)。到了大約90年(nian)代中期，Intel的CPU終于擁有了(le)同 RISC 相提(ti)并(bing)論(lun)的性能（雖然以高的多的芯(xin)片(pian)復雜(za)性為代價），并(bing)將后者趕進了(le)一個狹窄的市場。

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,具有幾(ji)種不同的構架，具有無與倫比的強大處理性(xing)能。突出(chu)的特點就(jiu)是(shi)集成了QPI內(nei)(nei)存(cun)控制(zhi)器(qi)，內(nei)(nei)存(cun)和CPU之間的數據通(tong)信不再(zai)經過北(bei)橋控(kong)制芯片，突破了CPU和內存之前數據交換的瓶頸。隨著(zhu)英特爾32納米技術(shu)的(de)普及(ji)，英特爾至(zhi)強(qiang)四核(he)或(huo)者(zhe)六核(he)以(yi)其強(qiang)大的(de)運算能(neng)力成為當前服務器/工作站(zhan)CPU的不二選(xuan)擇。

高速網絡連接 (1000 Mbit/s 或者(zhe)更高): 當今的(de)工作(zuo)站集成(cheng)基(ji)本都是(shi)1000Mbit的網(wang)卡

大屏幕的顯示器: 傳統的CRT和普通液晶已經越來(lai)越不能滿足(zu)專(zhuan)業(ye)圖形(xing)處理和模擬仿真等在色彩和屏分的需求(qiu)，高(gao)端專(zhuan)業(ye)的顯示器如DELL U2410已經成(cheng)為主(zhu)流。

高性能的3D圖形硬件:工作站在很大(da)程度(du)上(shang)(shang)都是跟圖(tu)形軟件結合的，當前(qian)的軟件上(shang)(shang)已經發展OPENGL4.1和(he)DIRECT 11，只支持之(zhi)前(qian)版本的專業圖形卡以及非(fei)專業的游戲顯(xian)卡已經逐漸無(wu)法滿足。日前(qian)主流專業顯(xian)卡有(you)麗臺系(xi)列(lie)的Q600，Q2000，Q4000,Q5000，Q6000以及ATI的V8800和(he)V9800。

磁盤冗余存儲: 通俗來說(shuo)就是做RAID。90年(nian)代在PC市場(chang)從未流行(xing)，SCSI是(shi)一(yi)個高級(ji)的(de)控制(zhi)接口，對于(yu)磁盤需要(yao)同(tong)時接受多重訪問請求的(de)場(chang)合尤(you)為有(you)效。這(zhe)使得它適(shi)合在服務器中使用，但是(shi)這(zhe)種(zhong)特性對于(yu)絕大多數是(shi)單用戶操作系統的(de)桌面PC來說就毫無優勢。目前，桌面系統獲得更(geng)多(duo)的多(duo)用戶能力（由于(yu)Linux數(shu)量(liang)的(de)增長），新(xin)的(de)磁盤接口SATA擁有近似SCSI的(de)速度和較低(di)的(de)成本，更新一代的(de)SAS硬盤(pan)擁有更快的速度。而冗余陣(zhen)列(lie)在目前來說就(jiu)是多個SATA硬盤按照不同的(de)RAID模式(shi)組(zu)建的存儲陣列，常用的有RAID 0 1 5 6 10，除(chu)了RAID 0，其他(ta)模式必須要三(san)塊(kuai)或者三(san)塊(kuai)以上的(de)硬盤，磁盤陣(zhen)列的(de)好處有兩個：A 成(cheng)幾(ji)倍的增加磁盤存取速(su)度(du)；B 保證數據的安全性，一塊或者多塊磁盤壞掉，更換磁盤后可以(yi)通過(guo)RAID重構。