【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)一種高(gao)端的(de)(de)(de)(de)通用(yong)微型計(ji)算(suan)(suan)機(ji)。它是(shi)為了單用(yong)戶使用(yong)并提供比個人計(ji)算(suan)(suan)機(ji)更強大的(de)(de)(de)(de)性能(neng)(neng)，尤其是(shi)在圖(tu)形(xing)處理能(neng)(neng)力(li)，任(ren)務(wu)并行方(fang)面的(de)(de)(de)(de)能(neng)(neng)力(li)。通常配有(you)高(gao)分辨率的(de)(de)(de)(de)大屏、多屏顯(xian)示器及容量很(hen)大的(de)(de)(de)(de)內(nei)存儲(chu)(chu)器和外(wai)部(bu)存儲(chu)(chu)器，并且(qie)具有(you)極強的(de)(de)(de)(de)信息和高(gao)性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)圖(tu)形(xing)、圖(tu)像(xiang)處理功能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)計(ji)算(suan)(suan)機(ji)。另外(wai)，連(lian)接到(dao)服(fu)務(wu)器的(de)(de)(de)(de)終端機(ji)也可(ke)稱為工作站。

工(gong)作站(zhan)(zhan)是一種面(mian)向專(zhuan)(zhuan)業應用(yong)領域(yu)，具備強大(da)的(de)(de)(de)數(shu)據運算與(yu)圖(tu)形(xing)、圖(tu)像處(chu)理(li)能(neng)力的(de)(de)(de)高(gao)性能(neng)計算機，目前(qian)廣泛用(yong)于(yu)機械工(gong)程(cheng)自動化（MDA）、網絡管(guan)理(li)、動畫(hua)制作、科學研(yan)究(jiu)、軟件開 發、金(jin)融管(guan)理(li)、信息服(fu)務、模擬仿真(zhen)等(deng)專(zhuan)(zhuan)業領域(yu)。工(gong)作站(zhan)(zhan)根(gen)據使用(yong)軟、硬(ying)件平臺(tai)的(de)(de)(de)不同，一般分為基(ji)于(yu)RISC/Unix系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)的(de)(de)(de)傳統(tong)工(gong)作站(zhan)(zhan)和(he)基(ji)于(yu)Intel體系(xi)(xi)(xi)(xi)結構的(de)(de)(de)PC工(gong)作站(zhan)(zhan)。PC工(gong)作站(zhan)(zhan)采用(yong)的(de)(de)(de)是標準、開放的(de)(de)(de)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)平臺(tai)，它基(ji)于(yu)高(gao)性能(neng)的(de)(de)(de)Intel IA-32處(chu)理(li)器，使用(yong)穩定(ding)可(ke)靠的(de)(de)(de)Windows NT操作系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)，采用(yong)符合(he)專(zhuan)(zhuan)業圖(tu)形(xing)標準（OpenGL）的(de)(de)(de)圖(tu)形(xing)系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)，再加(jia)上高(gao)性能(neng)的(de)(de)(de)存儲(chu)、I/O、網絡等(deng)子系(xi)(xi)(xi)(xi)統(tong)，以滿足專(zhuan)(zhuan)業軟件的(de)(de)(de)運行要求。

許多沒有接(jie)觸過(guo)工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)用(yong)戶(hu)會認為,工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)就是(shi)高(gao)級PC，其(qi)實不(bu)然(ran)。傳統(tong)的(de)工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)能(neng)(neng)(neng)為給它分(fen)(fen)配的(de)任務，如數據壓(ya)縮(suo)、圖形制作(zuo)(zuo)、模型(xing)分(fen)(fen)析等提供最(zui)好(hao)的(de)性(xing)能(neng)(neng)(neng)，但它只是(shi)基(ji)于與公司(si)網絡(luo)的(de)其(qi)他(ta)系(xi)統(tong)分(fen)(fen)離(li)的(de)私人(ren)操作(zuo)(zuo)系(xi)統(tong)而設計的(de)。PC機(ji)典型(xing)的(de)工作(zuo)(zuo)是(shi)能(neng)(neng)(neng)運(yun)行主(zhu)要的(de)商(shang)業產(chan)品使用(yong)工具,并能(neng)(neng)(neng)通(tong)過(guo)一(yi)個共同的(de)網絡(luo)與其(qi)他(ta)的(de)PC機(ji)兼容(rong)。雖然(ran)高(gao)端PC機(ji)也能(neng)(neng)(neng)運(yun)行一(yi)些工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)的(de)應(ying)用(yong)軟件，但它們并不(bu)具有大(da)多數工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)應(ying)用(yong)所需的(de)超強的(de)計算處(chu)理(li)能(neng)(neng)(neng)力。在強大(da)的(de)PentiumⅢ Xeon處(chu)理(li)器的(de)多處(chu)理(li)能(neng)(neng)(neng)力支持下，工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)比PC機(ji)具有了更高(gao)的(de)實際應(ying)用(yong)性(xing)能(neng)(neng)(neng)、穩定性(xing)和支持服務。 以Intel體系(xi)結構的(de)工作(zuo)(zuo)站(zhan)(zhan)(zhan)(zhan)為例，其(qi)與商(shang)用(yong)PC的(de)主(zhu)要區別見表1。

當(dang)然，按照不(bu)同體系(xi)結構區(qu)分的(de)PC工(gong)作站和RISC/Unix工(gong)作站之間，不(bu)僅(jin)存在著相互補充的(de)關系(xi)，更有著技(ji)術上的(de)本(ben)質不(bu)同。

過去，高端工(gong)作站(zhan)主要(yao)(yao)用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)RISC處(chu)理(li)器，當指定任(ren)務有(you)較高要(yao)(yao)求時(shi)，RISC結構不(bu)(bu)能(neng)以足夠(gou)的(de)(de)性(xing)能(neng)運行PC應(ying)(ying)用(yong)(yong)，而(er)是(shi)以“仿(fang)真(zhen)”模式進行，這(zhe)就意味著處(chu)理(li)這(zhe)些任(ren)務時(shi)沒有(you)足夠(gou)的(de)(de)性(xing)能(neng)優(you)勢，即不(bu)(bu)僅要(yao)(yao)求工(gong)作站(zhan)用(yong)(yong)戶桌(zhuo)面上要(yao)(yao)有(you)一個獨立(li)的(de)(de)PC機(ji)(ji)，而(er)且公(gong)司的(de)(de)IT部門(men)還得以較高的(de)(de)成(cheng)本管理(li)和支持信(xin)息系(xi)統的(de)(de)一小部分，Intel IA-32處(chu)理(li)器為急切的(de)(de)工(gong)作站(zhan)應(ying)(ying)用(yong)(yong)提供(gong)了(le)先(xian)進的(de)(de)性(xing)能(neng)、處(chu)理(li)能(neng)力(li)以及使(shi)單個計(ji)算(suan)機(ji)(ji)能(neng)擔當工(gong)作站(zhan)任(ren)務和辦(ban)公(gong)室(shi)生(sheng)產(chan)應(ying)(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)能(neng)力(li)。

但從另一方面(mian)看，RISC/Unix工作站現大多采用(yong)64位(wei)處(chu)理(li)器(qi)和(he)64位(wei)操作系(xi)(xi)統，最(zui)大內存(cun)已突破了4GB，達到8GB甚至更大，穩定性也更高(gao)。而目前的(de)Intel處(chu)理(li)器(qi)和(he)Windows NT操作系(xi)(xi)統仍舊是32位(wei)結(jie)構，在復雜的(de)工程應用(yong)中就顯(xian)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)工作(zuo)站(zhan)（或(huo)稱工程工作(zuo)站(zhan)），辦公自動化(OA)工(gong)(gong)作(zuo)站，圖像處(chu)理工(gong)(gong)作(zuo)站等(deng)。不同任務的工(gong)(gong)作(zuo)站有不同的硬(ying)件(jian)(jian)和軟件(jian)(jian)配置。

例如,一(yi)個小型(xing)CAD工作站的(de)典型硬件配置為(wei)：普通計算機，帶有功(gong)能鍵的(de)CRT終(zhong)端，光筆，平面繪圖儀，數(shu)字化儀，打印(yin)機(ji)等。軟件(jian)配置為：操作系統，編譯(yi)程序，相應的(de)數(shu)據庫和(he)數(shu)據庫管理系統，二(er)維和(he)三維的(de)繪圖軟件(jian)，以及成套的(de)計算(suan)、分(fen)析(xi)軟件(jian)包。它可以完成用(yong)戶(hu)提交的(de)各(ge)種機(ji)械(xie)的(de)、電(dian)氣的(de)設計任務(wu)。

OA工作站(zhan)的(de)主要硬件(jian)配(pei)置(zhi)為：普通(tong)計(ji)算機，辦公(gong)(gong)用終端(duan)設備（如(ru)電傳打字機、交(jiao)(jiao)互式(shi)終端(duan)、傳真機、激光打印機、智能復(fu)印機等），通(tong)信設施(shi)（如(ru)局部區域網）、程(cheng)控交(jiao)(jiao)換機、公(gong)(gong)用數據網、綜合業務數字網等）。軟(ruan)件(jian)配(pei)置(zhi)為：操(cao)作系統，編譯程(cheng)序(xu)，各(ge)種服務程(cheng)序(xu)，通(tong)信軟(ruan)件(jian)，數據庫管理系統，電子(zi)郵件(jian)，文字處理軟(ruan)件(jian)，表格處理軟(ruan)件(jian),各種編(bian)輯軟件(jian)以(yi)及專門業務活動的(de)軟件(jian)包，如人事管(guan)理(li)、財(cai)務管(guan)理(li)、行政事務管(guan)理(li)等軟件(jian)，并(bing)配備相應(ying)的(de)數據庫(ku)。OA工作站的任務是完成各種辦公信息的處理(li)。

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)編程(cheng)的(de)發展所致(zhi)）；圖(tu)像數字化(hua)設備(bei)（包(bao)括電(dian)子的(de)、光學的(de)或機電(dian)的(de)掃(sao)描(miao)設備(bei)，數字化(hua)儀），圖(tu)像輸(shu)出設備(bei)，交(jiao)互(hu)式圖(tu)像終端。軟件配(pei)置除了一般(ban)的(de)系統軟件外還要有成(cheng)套(tao)的(de)圖(tu)像處理(li)軟件包(bao)。它(ta)可以完成(cheng)用戶(hu)提(ti)出的(de)各(ge)種圖(tu)像處理(li)任務。越(yue)(yue)來(lai)越(yue)(yue)多(duo)的(de)計算機廠家在生產(chan)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(zhi)令系統）架(jia)構的UNIX系(xi)統工(gong)作站和基(ji)于Windows、Intel的PC工作站。

UNIX工作(zuo)站(zhan)是一種高(gao)性能的專業工作(zuo)站(zhan)，具有強大的處理器(qi)（以前多采用RISC芯片）和優化的(de)內存(cun)、I/O(輸入/輸(shu)出)、圖(tu)形子系統，使用專有的(de)處理器（英特(te)爾至強(qiang)XEON、AMD皓(hao)龍(long)等(deng)）、內存(cun)以及圖形等(deng)硬件(jian)系統，WIN 7 旗艦版(ban)操(cao)作(zuo)系統(tong)和UNIX系統，針(zhen)對特定硬(ying)件(jian)平(ping)臺的應用軟件(jian)，彼此互(hu)不兼(jian)容。

PC工(gong)作站則是基于高(gao)性能的英(ying)特爾至強處理器之上，使用(yong)穩定的WIN7 32/64位操作系統(tong)，采用(yong)符合專業圖形標準（OpenGL4.x和DirectX 11）的圖(tu)形系統，再加(jia)上高性能的存儲、I/O（輸(shu)入/輸出）、網絡等(deng)子系(xi)統(tong)，來(lai)滿足專(zhuan)業軟(ruan)件運行的要求(qiu)；以Linux為架構的工作站采用的是(shi)標(biao)準(zhun)、開放的系(xi)統平臺，能最大(da)程度(du)的降低擁有成本──你(ni)甚(shen)至(zhi)可以免(mian)費使用Linux系統及(ji)基于Linux系統的開源軟件；以Mac OS和Windows為架構的工(gong)作站采用的是標(biao)準(zhun)、閉源的系(xi)統(tong)平臺(tai)，在計算(suan)機技(ji)術高(gao)度發展(zhan)的當今，具有高(gao)度的數(shu)據(ju)安全性(xing)和配置的靈活性(xing)，可根據(ju)不同(tong)的需求(qiu)來配置工(gong)作站解決方案。

另外，根據體積和便(bian)攜性，工作站還可分為臺式工作站和移動工作站。

臺式(shi)工(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)類似于普通(tong)(tong)臺式(shi)電腦，體(ti)積較大，沒有便攜(xie)性(xing)(xing)可(ke)言，但(dan)性(xing)(xing)能強勁，適合(he)專業用(yong)(yong)戶使(shi)用(yong)(yong)。移動工(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)其(qi)實就是(shi)一臺高性(xing)(xing)能的(de)筆記本電腦。但(dan)其(qi)硬(ying)件(jian)(jian)配(pei)(pei)置和整體(ti)性(xing)(xing)能又比普通(tong)(tong)筆記本電腦高一個檔次(ci)。適用(yong)(yong)機(ji)型(xing)是(shi)指該工(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)配(pei)(pei)件(jian)(jian)所適用(yong)(yong)的(de)具體(ti)機(ji)型(xing)系列或(huo)型(xing)號。不(bu)(bu)同(tong)的(de)工(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)標配(pei)(pei)不(bu)(bu)同(tong)的(de)硬(ying)件(jian)(jian)，工(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)配(pei)(pei)件(jian)(jian)的(de)兼(jian)容(rong)(rong)性(xing)(xing)問題雖(sui)然不(bu)(bu)像服務器那樣明顯，但(dan)從穩定(ding)性(xing)(xing)和兼(jian)容(rong)(rong)性(xing)(xing)等角(jiao)度考(kao)慮，通(tong)(tong)常還是(shi)需(xu)要使(shi)用(yong)(yong)特定(ding)的(de)配(pei)(pei)件(jian)(jian)，這主要是(shi)由工(gong)作(zuo)站(zhan)(zhan)的(de)工(gong)作(zuo)性(xing)(xing)質(zhi)決(jue)定(ding)的(de)。

工作站特點

CPU：在80年代(dai)早期，RISC架(jia)構的處理器在單(dan)位成本上提供比CISC處理器高(gao)幾個(ge)數(shu)量(liang)級的性能。正是(shi)在這個(ge)時期，CISC處(chu)理器的一族（Intel的(de)x86）漸(jian)漸(jian)侵占(zhan)市場(chang)份額(e)。到了(le)大約(yue)90年代中(zhong)期，Intel的CPU終于擁(yong)有(you)了(le)同 RISC 相提并(bing)論(lun)的(de)(de)性能(neng)（雖然以高的(de)(de)多的(de)(de)芯(xin)片復雜(za)性為代價），并(bing)將(jiang)后(hou)者(zhe)趕進了一個狹(xia)窄的(de)(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(ju)(ju)有(you)幾(ji)種(zhong)不同的構架(jia)，具(ju)(ju)有(you)無與倫(lun)比的強大處理(li)性能。突出(chu)的特點就(jiu)是集成(cheng)了QPI內(nei)(nei)存控制器(qi)，內(nei)(nei)存和(he)CPU之(zhi)間的(de)數(shu)據通信不(bu)再經過北橋控制芯片(pian)，突(tu)破了CPU和(he)內(nei)存(cun)之前(qian)數據交(jiao)換的瓶頸。隨著英特(te)爾32納米(mi)技術(shu)的普及(ji)，英特爾(er)至強(qiang)四核或者六核以(yi)其強(qiang)大(da)的運(yun)算能力成為當前服務(wu)器/工作站CPU的不二選(xuan)擇。

高速網絡連接 (1000 Mbit/s 或(huo)者更高): 當今(jin)的工作站集成基本都是(shi)1000Mbit的網卡(ka)

大屏幕的顯示器: 傳統的CRT和普通液晶(jing)已(yi)經越(yue)來越(yue)不(bu)能滿足(zu)專業圖形(xing)處理和模擬仿(fang)真等在色彩(cai)和屏分的需求，高端專業的顯示器如DELL U2410已經成為主流。

高性能的3D圖形硬件(jian):工作(zuo)站在很(hen)大程度上都是跟圖形(xing)軟件(jian)結合(he)的(de)(de)，當(dang)前的(de)(de)軟件(jian)上已(yi)經發展OPENGL4.1和DIRECT 11，只支持之前(qian)版本的(de)專業(ye)圖(tu)形(xing)卡以及非專業(ye)的(de)游戲顯(xian)卡已經(jing)逐漸無法滿(man)足。日前(qian)主流專業(ye)顯(xian)卡有麗臺系列(lie)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(jiu)是做(zuo)RAID。90年(nian)代在PC市場從未流行，SCSI是一個高級(ji)的控制接口，對于磁盤需(xu)要同(tong)時接受多(duo)重訪問請求的場合(he)尤為有效。這使得它(ta)適合(he)在服務器中使用，但是這種特性對于絕大多(duo)數(shu)是單用戶操作系統的桌面PC來說就毫無優(you)勢(shi)。目前，桌(zhuo)面系統獲得更(geng)多(duo)的多(duo)用戶能力(li)（由于Linux數量的增長(chang)），新的磁(ci)盤接口SATA擁有近似SCSI的速度和(he)較低的成本，更新一代的SAS硬盤擁有更快的速度。而冗(rong)余(yu)陣列在目(mu)前來說就是多個(ge)SATA硬(ying)盤按照不同(tong)的RAID模式組(zu)建(jian)的存儲陣列，常用的有RAID 0 1 5 6 10，除了RAID 0，其他模式必須要三(san)塊或(huo)者(zhe)三(san)塊以上的(de)硬盤(pan)，磁盤(pan)陣列的(de)好(hao)處有兩個：A 成(cheng)幾倍的增加(jia)磁盤存取速度；B 保證數(shu)據的安(an)全性，一塊或者多(duo)塊磁盤壞掉，更換磁盤后可以通過RAID重構。