【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(zhong)高端的(de)(de)(de)通用微型(xing)計算機(ji)。它是(shi)為(wei)了單用戶使用并(bing)(bing)提供比個人計算機(ji)更(geng)強(qiang)大的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)，尤其是(shi)在圖形處理(li)能(neng)(neng)力，任務并(bing)(bing)行方面的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力。通常配(pei)有高分辨(bian)率的(de)(de)(de)大屏、多屏顯示器(qi)(qi)及容量很大的(de)(de)(de)內存儲器(qi)(qi)和外(wai)部存儲器(qi)(qi)，并(bing)(bing)且具有極強(qiang)的(de)(de)(de)信息(xi)和高性能(neng)(neng)的(de)(de)(de)圖形、圖像處理(li)功(gong)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)計算機(ji)。另外(wai)，連接到服務器(qi)(qi)的(de)(de)(de)終端機(ji)也可稱為(wei)工作站。

工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)是(shi)一(yi)(yi)種面向(xiang)專業(ye)應用(yong)(yong)領域(yu)，具備(bei)強大的(de)(de)數據運算與圖形、圖像處理(li)(li)能力的(de)(de)高性能計(ji)算機(ji)，目前廣泛(fan)用(yong)(yong)于(yu)機(ji)械工程自動(dong)化（MDA）、網絡(luo)管理(li)(li)、動(dong)畫制作(zuo)(zuo)(zuo)、科學研(yan)究、軟(ruan)(ruan)件(jian)開 發(fa)、金融管理(li)(li)、信息服務、模擬仿真等專業(ye)領域(yu)。工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)根據使(shi)用(yong)(yong)軟(ruan)(ruan)、硬件(jian)平(ping)臺的(de)(de)不同，一(yi)(yi)般分為基(ji)于(yu)RISC/Unix系(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)(de)傳統(tong)(tong)(tong)工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)和基(ji)于(yu)Intel體系(xi)結構的(de)(de)PC工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)。PC工作(zuo)(zuo)(zuo)站(zhan)采用(yong)(yong)的(de)(de)是(shi)標準(zhun)、開放的(de)(de)系(xi)統(tong)(tong)(tong)平(ping)臺，它基(ji)于(yu)高性能的(de)(de)Intel IA-32處理(li)(li)器，使(shi)用(yong)(yong)穩定可靠的(de)(de)Windows NT操作(zuo)(zuo)(zuo)系(xi)統(tong)(tong)(tong)，采用(yong)(yong)符合(he)專業(ye)圖形標準(zhun)（OpenGL）的(de)(de)圖形系(xi)統(tong)(tong)(tong)，再加上高性能的(de)(de)存儲、I/O、網絡(luo)等子系(xi)統(tong)(tong)(tong)，以滿(man)足專業(ye)軟(ruan)(ruan)件(jian)的(de)(de)運行要求。

許多沒有接觸(chu)過工(gong)作站(zhan)的(de)用(yong)戶會認為(wei)(wei),工(gong)作站(zhan)就(jiu)是高級(ji)PC，其(qi)實不然。傳統的(de)工(gong)作站(zhan)能(neng)(neng)為(wei)(wei)給它分(fen)配的(de)任務(wu)，如數據壓縮(suo)、圖形制(zhi)作、模型分(fen)析等提供最好的(de)性能(neng)(neng)，但它只是基于與公司網絡(luo)的(de)其(qi)他(ta)系(xi)統分(fen)離的(de)私人操(cao)作系(xi)統而設(she)計的(de)。PC機(ji)典型的(de)工(gong)作是能(neng)(neng)運(yun)行(xing)(xing)主要的(de)商(shang)業(ye)產(chan)品(pin)使用(yong)工(gong)具(ju),并能(neng)(neng)通過一個共同(tong)的(de)網絡(luo)與其(qi)他(ta)的(de)PC機(ji)兼容(rong)。雖然高端(duan)PC機(ji)也能(neng)(neng)運(yun)行(xing)(xing)一些(xie)工(gong)作站(zhan)的(de)應(ying)用(yong)軟件(jian)，但它們(men)并不具(ju)有大多數工(gong)作站(zhan)應(ying)用(yong)所需的(de)超強(qiang)的(de)計算處理能(neng)(neng)力(li)。在強(qiang)大的(de)PentiumⅢ Xeon處理器的(de)多處理能(neng)(neng)力(li)支持下，工(gong)作站(zhan)比PC機(ji)具(ju)有了更高的(de)實際應(ying)用(yong)性能(neng)(neng)、穩(wen)定性和(he)支持服務(wu)。 以Intel體系(xi)結構(gou)的(de)工(gong)作站(zhan)為(wei)(wei)例，其(qi)與商(shang)用(yong)PC的(de)主要區別見表1。

當然(ran)，按照不(bu)同體(ti)系結構區分的(de)PC工(gong)作站和RISC/Unix工(gong)作站之間(jian)，不(bu)僅(jin)存在著相(xiang)互補充的(de)關系，更(geng)有著技術上的(de)本(ben)質不(bu)同。

過(guo)去(qu)，高端(duan)工作(zuo)站主要(yao)(yao)用的(de)(de)(de)是(shi)(shi)RISC處(chu)理(li)器(qi)，當(dang)指(zhi)定(ding)任(ren)(ren)務(wu)有(you)較(jiao)高要(yao)(yao)求(qiu)時，RISC結構不(bu)(bu)能(neng)(neng)以足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)運行PC應用，而(er)是(shi)(shi)以“仿真”模式進行，這就意(yi)味著處(chu)理(li)這些任(ren)(ren)務(wu)時沒有(you)足(zu)夠(gou)的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)優(you)勢(shi)，即不(bu)(bu)僅要(yao)(yao)求(qiu)工作(zuo)站用戶桌面上要(yao)(yao)有(you)一個(ge)獨立(li)的(de)(de)(de)PC機，而(er)且公司的(de)(de)(de)IT部門(men)還得以較(jiao)高的(de)(de)(de)成本管理(li)和支持信息(xi)系統的(de)(de)(de)一小(xiao)部分，Intel IA-32處(chu)理(li)器(qi)為急切的(de)(de)(de)工作(zuo)站應用提供了先進的(de)(de)(de)性能(neng)(neng)、處(chu)理(li)能(neng)(neng)力以及使單個(ge)計算機能(neng)(neng)擔當(dang)工作(zuo)站任(ren)(ren)務(wu)和辦公室生產應用的(de)(de)(de)能(neng)(neng)力。

但從另一方面看，RISC/Unix工(gong)(gong)作站(zhan)現大多采用64位處(chu)理器(qi)和64位操作系(xi)統(tong)，最(zui)大內存(cun)已突破(po)了(le)4GB，達到(dao)8GB甚至更大，穩定性也更高(gao)。而目前的(de)Intel處(chu)理器(qi)和Windows NT操作系(xi)統(tong)仍舊(jiu)是(shi)32位結構(gou)，在復雜的(de)工(gong)(gong)程應用中就(jiu)顯得捉襟(jin)見肘了(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（或稱工程(cheng)工作(zuo)站），辦(ban)公自動(dong)化(hua)(OA)工(gong)作(zuo)站，圖像(xiang)處理工(gong)作(zuo)站等。不同任務的(de)工(gong)作(zuo)站有不同的(de)硬件和軟件配置(zhi)。

例如,一個小型CAD工作站的典型(xing)硬件配置為(wei)：普通(tong)計算機，帶(dai)有功能鍵的CRT終端(duan)，光筆，平面繪(hui)圖(tu)儀(yi)，數(shu)字化儀(yi)，打(da)印機等。軟件配(pei)置為：操作系統，編(bian)譯程(cheng)序，相應的(de)數(shu)據(ju)庫(ku)和數(shu)據(ju)庫(ku)管理系統，二維和三(san)維的(de)繪(hui)圖(tu)軟件，以(yi)及成套(tao)的(de)計(ji)算、分析(xi)軟件包。它(ta)可以(yi)完成用戶提交的(de)各種機械的(de)、電氣(qi)的(de)設計(ji)任務。

OA工作站的主要硬件配置為(wei)：普通計算(suan)機(ji)，辦公用(yong)終端設備（如電傳打(da)字機(ji)、交互式終端、傳真機(ji)、激光(guang)打(da)印(yin)機(ji)、智能(neng)復印(yin)機(ji)等(deng)），通信設施（如局(ju)部區域網(wang)）、程(cheng)控交換機(ji)、公用(yong)數(shu)據網(wang)、綜(zong)合業務數(shu)字網(wang)等(deng)）。軟件配置為(wei)：操作系統(tong)，編譯(yi)程(cheng)序(xu)，各(ge)種服務程(cheng)序(xu)，通信軟件，數(shu)據庫管理(li)系統(tong)，電子郵件，文(wen)字處(chu)理(li)軟件，表格(ge)處(chu)理(li)軟件,各(ge)種(zhong)編輯軟(ruan)件以及專門業務(wu)活動的(de)軟(ruan)件包，如人事(shi)管(guan)(guan)理、財務(wu)管(guan)(guan)理、行政事(shi)務(wu)管(guan)(guan)理等軟(ruan)件，并(bing)配備相應的(de)數據庫。OA工作站的任務是(shi)完成(cheng)各種(zhong)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(cheng)的(de)(de)(de)發展所(suo)致）；圖像(xiang)(xiang)數字(zi)(zi)化設備（包(bao)括電(dian)子的(de)(de)(de)、光學(xue)的(de)(de)(de)或機(ji)電(dian)的(de)(de)(de)掃描設備，數字(zi)(zi)化儀），圖像(xiang)(xiang)輸出(chu)設備，交互式圖像(xiang)(xiang)終端。軟(ruan)件配(pei)置除了一般的(de)(de)(de)系統軟(ruan)件外還要(yao)有成套的(de)(de)(de)圖像(xiang)(xiang)處(chu)(chu)理軟(ruan)件包(bao)。它可以完(wan)成用戶提出(chu)的(de)(de)(de)各(ge)種圖像(xiang)(xiang)處(chu)(chu)理任務。越(yue)(yue)來越(yue)(yue)多的(de)(de)(de)計算機(ji)廠家在生產和銷(xiao)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系統工作站和基于Windows、Intel的PC工作(zuo)站。

UNIX工作站是一(yi)種高(gao)性能的專(zhuan)業工作站，具有強大的處(chu)理器（以前多采用RISC芯(xin)片）和優化的內(nei)存、I/O(輸入/輸出)、圖形子系統，使用(yong)專有的處理(li)器（英特爾至強(qiang)XEON、AMD皓(hao)龍等）、內存以及圖形(xing)等硬件系統(tong)，WIN 7 旗艦版操作系統和UNIX系(xi)統，針對特(te)定硬件平(ping)臺的應用軟件，彼此互不兼容。

PC工作(zuo)站則是基于高性能的英特爾至(zhi)強處理器之上，使(shi)用穩定的WIN7 32/64位操(cao)作系統，采用符(fu)合專業(ye)圖形標準（OpenGL4.x和DirectX 11）的(de)圖(tu)形系統，再加上高性能的(de)存(cun)儲、I/O（輸入/輸出(chu)）、網絡等(deng)子系統，來滿足專業軟(ruan)件運行(xing)的要求；以Linux為架構(gou)的(de)(de)工作站(zhan)采用的(de)(de)是標(biao)準、開放的(de)(de)系統平(ping)臺，能最(zui)大(da)程度的(de)(de)降低擁有(you)成本──你甚至可以免費使用Linux系統及(ji)基于Linux系統的(de)開源軟件；以Mac OS和Windows為架構的(de)工作站采用的(de)是標(biao)準、閉源的(de)系(xi)統(tong)平臺，在計算機技術高度(du)發展的(de)當今(jin)，具有高度(du)的(de)數據安全性和配(pei)置(zhi)的(de)靈活性，可(ke)根據不同的(de)需求來配(pei)置(zhi)工作站解決方(fang)案。

另外，根據體積和(he)便攜性(xing)，工作站還可分為臺式工作站和(he)移動工作站。

臺(tai)(tai)式工作(zuo)站(zhan)(zhan)類(lei)似于普通(tong)臺(tai)(tai)式電(dian)腦，體(ti)積較大，沒有便(bian)攜性(xing)(xing)可言，但(dan)(dan)性(xing)(xing)能(neng)強(qiang)勁，適合專(zhuan)業(ye)用戶使(shi)用。移動工作(zuo)站(zhan)(zhan)其實就是(shi)一(yi)臺(tai)(tai)高性(xing)(xing)能(neng)的(de)(de)筆記本電(dian)腦。但(dan)(dan)其硬件(jian)配置和整體(ti)性(xing)(xing)能(neng)又比普通(tong)筆記本電(dian)腦高一(yi)個檔次(ci)。適用機型是(shi)指該工作(zuo)站(zhan)(zhan)配件(jian)所適用的(de)(de)具體(ti)機型系列或型號。不同的(de)(de)工作(zuo)站(zhan)(zhan)標(biao)配不同的(de)(de)硬件(jian)，工作(zuo)站(zhan)(zhan)配件(jian)的(de)(de)兼容(rong)(rong)性(xing)(xing)問題(ti)雖(sui)然不像服(fu)務器那樣(yang)明顯(xian)，但(dan)(dan)從穩定性(xing)(xing)和兼容(rong)(rong)性(xing)(xing)等角度考慮，通(tong)常還是(shi)需要使(shi)用特定的(de)(de)配件(jian)，這主要是(shi)由工作(zuo)站(zhan)(zhan)的(de)(de)工作(zuo)性(xing)(xing)質決定的(de)(de)。

工作站特點

CPU：在80年代早期，RISC架構的處理器在單位成本(ben)上提供比CISC處(chu)理器(qi)高(gao)幾個數量級的性(xing)能。正(zheng)是在(zai)這個時期(qi)，CISC處(chu)理器的一族（Intel的x86）漸漸侵占市場份(fen)額。到了大約(yue)90年代中期，Intel的CPU終(zhong)于擁有了同 RISC 相提并(bing)論的性能(neng)（雖然以高的多的芯片復雜性為代(dai)價(jia)），并(bing)將(jiang)后者趕(gan)進了一個狹窄的市場。

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(you)幾種(zhong)不同的構架，具有(you)無與倫(lun)比的強大(da)處理性能(neng)。突(tu)出的特點就是集成了QPI內存控制器，內存和CPU之間的數(shu)據通信不再經過北橋控制芯片(pian)，突(tu)破了CPU和內存之前數據交換的瓶頸(jing)。隨著英(ying)特爾32納(na)米(mi)技(ji)術的普及(ji)，英特(te)爾(er)至強(qiang)四核或者六核以其強(qiang)大的運算能力成為當前(qian)服務器/工(gong)作站CPU的不(bu)二(er)選擇。

高速網絡連接 (1000 Mbit/s 或者更(geng)高): 當今的(de)工作站集成基本都是(shi)1000Mbit的網卡

大屏幕的顯示器: 傳(chuan)統的CRT和(he)普通液晶已經(jing)越來越不能滿(man)足(zu)專(zhuan)業圖形處理和(he)模擬仿真(zhen)等在色彩(cai)和(he)屏分的需求，高端專(zhuan)業的顯示器如DELL U2410已經成為(wei)主流(liu)。

高性能的3D圖形(xing)硬件:工作站在很大(da)程(cheng)度上都(dou)是跟圖形軟(ruan)件結合的，當前的軟(ruan)件上已經(jing)發展OPENGL4.1和(he)DIRECT 11，只支持之前版本(ben)的專(zhuan)(zhuan)業(ye)圖形卡(ka)(ka)以(yi)及(ji)非專(zhuan)(zhuan)業(ye)的游(you)戲顯(xian)卡(ka)(ka)已經逐漸無法滿(man)足。日前主流專(zhuan)(zhuan)業(ye)顯(xian)卡(ka)(ka)有(you)麗(li)臺系列的Q600，Q2000，Q4000,Q5000，Q6000以及ATI的(de)V8800和V9800。

磁盤冗余存儲: 通俗(su)來說就是做RAID。90年代在(zai)PC市場從(cong)未(wei)流(liu)行，SCSI是一(yi)個高級(ji)的控制(zhi)接口，對于(yu)磁盤需要同時接受(shou)多(duo)重(zhong)訪問請(qing)求的場(chang)合尤為有效。這使得它適合在服務器中使用(yong)，但是這種特性對于(yu)絕(jue)大多(duo)數是單用(yong)戶操作系統的桌(zhuo)面(mian)PC來(lai)說就毫(hao)無(wu)優勢(shi)。目前(qian)，桌面系統獲得更多的多用戶能力（由于Linux數量(liang)的增長），新的磁盤接(jie)口(kou)SATA擁有近似SCSI的(de)速度(du)和(he)較低的(de)成本，更新一(yi)代的(de)SAS硬盤擁有更快的速度。而(er)冗余陣列在目前(qian)來說(shuo)就是多(duo)個SATA硬盤按(an)照不同的RAID模(mo)式組(zu)建(jian)的存儲陣列(lie)，常(chang)用的有RAID 0 1 5 6 10，除了RAID 0，其他模式必須要三(san)塊或者三(san)塊以上的硬盤(pan)，磁盤(pan)陣(zhen)列的好處有兩個：A 成(cheng)幾(ji)倍的增加磁(ci)盤存取速度(du)；B 保證數據的安(an)全性，一塊或者多(duo)塊磁(ci)盤壞(huai)掉(diao)，更換磁(ci)盤后可以通過RAID重構。