【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

工作站是一種高端的通用微型計算機,。它是為了單用戶使用并提供比個人計算機更強大的性能,，尤其是在圖形處理能力,，任務(wù)并行方面的能力。通常配有高分辨率的大屏,、多屏顯示器及容量很大的內(nèi)存儲器和外部存儲器,，并且具有極強的信息和高性能的圖形、圖像處理功能的計算機,。另外,，連接到服務(wù)器的終端機也可稱為工作站。

工作站是一種面向?qū)I(yè)應(yīng)用領(lǐng)域,，具備強大的數(shù)據(jù)運算與圖形,、圖像處理能力的高性能計算機，目前廣泛用于機械工程自動化（MDA）,、網(wǎng)絡(luò)管理、動畫制作,、科學(xué)研究,、軟件開 發(fā)、金融管理,、信息服務(wù),、模擬仿真等專業(yè)領(lǐng)域。工作站根據(jù)使用軟,、硬件平臺的不同,，一般分為基于RISC/Unix系統(tǒng)的傳統(tǒng)工作站和基于Intel體系結(jié)構(gòu)的PC工作站。PC工作站采用的是標(biāo)準(zhǔn),、開放的系統(tǒng)平臺,，它基于高性能的Intel IA-32處理器,，使用穩(wěn)定可靠的Windows NT操作系統(tǒng),，采用符合專業(yè)圖形標(biāo)準(zhǔn)（OpenGL）的圖形系統(tǒng)，再加上高性能的存儲,、I/O、網(wǎng)絡(luò)等子系統(tǒng)，以滿足專業(yè)軟件的運行要求,。

許多沒有接觸過工作站的用戶會認(rèn)為,工作站就是高級PC，其實不然,。傳統(tǒng)的工作站能為給它分配的任務(wù),，如數(shù)據(jù)壓縮、圖形制作,、模型分析等提供最好的性能,，但它只是基于與公司網(wǎng)絡(luò)的其他系統(tǒng)分離的私人操作系統(tǒng)而設(shè)計的。PC機典型的工作是能運行主要的商業(yè)產(chǎn)品使用工具,并能通過一個共同的網(wǎng)絡(luò)與其他的PC機兼容,。雖然高端PC機也能運行一些工作站的應(yīng)用軟件,，但它們并不具有大多數(shù)工作站應(yīng)用所需的超強的計算處理能力。在強大的PentiumⅢ Xeon處理器的多處理能力支持下,，工作站比PC機具有了更高的實際應(yīng)用性能,、穩(wěn)定性和支持服務(wù),。 以Intel體系結(jié)構(gòu)的工作站為例,，其與商用PC的主要區(qū)別見表1。

當(dāng)然,，按照不同體系結(jié)構(gòu)區(qū)分的PC工作站和RISC/Unix工作站之間,，不僅存在著相互補充的關(guān)系，更有著技術(shù)上的本質(zhì)不同,。

過去,，高端工作站主要用的是RISC處理器，當(dāng)指定任務(wù)有較高要求時,，RISC結(jié)構(gòu)不能以足夠的性能運行PC應(yīng)用,，而是以“仿真”模式進(jìn)行，這就意味著處理這些任務(wù)時沒有足夠的性能優(yōu)勢,，即不僅要求工作站用戶桌面上要有一個獨立的PC機,，而且公司的IT部門還得以較高的成本管理和支持信息系統(tǒng)的一小部分，Intel IA-32處理器為急切的工作站應(yīng)用提供了先進(jìn)的性能,、處理能力以及使單個計算機能擔(dān)當(dāng)工作站任務(wù)和辦公室生產(chǎn)應(yīng)用的能力,。

但從另一方面看，RISC/Unix工作站現(xiàn)大多采用64位處理器和64位操作系統(tǒng),，最大內(nèi)存已突破了4GB,，達(dá)到8GB甚至更大，穩(wěn)定性也更高,。而目前的Intel處理器和Windows NT操作系統(tǒng)仍舊是32位結(jié)構(gòu),，在復(fù)雜的工程應(yīng)用中就顯得捉襟見肘了。

工作站功能

由計算機和相應(yīng)的外部設(shè)備以及成套的應(yīng)用軟件包所組成的信息處理系統(tǒng),。它能夠完成用戶交給的特定任務(wù),，是推動計算機普及應(yīng)用的有效方式。工作站應(yīng)具備強大的數(shù)據(jù)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(wǎng)絡(luò)相連,，在更大的范圍內(nèi)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(yè)工作者以綜合的幫助。常見的工作站有計算機輔助設(shè)計 (CAD)工作站（或稱工程工作站）,，辦公自動化(OA)工作站,，圖像處理工作站等,。不同任務(wù)的工作站有不同的硬件和軟件配置,。

例如,一個小型CAD工作站的典型硬件配置為：普通計算機，帶有功能鍵的CRT終端,，光筆,，平面繪圖儀，數(shù)字化儀,，打印機等,。軟件配置為：操作系統(tǒng)，編譯程序,，相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),，二維和三維的繪圖軟件，以及成套的計算,、分析軟件包,。它可以完成用戶提交的各種機械的、電氣的設(shè)計任務(wù),。

OA工作站的主要硬件配置為：普通計算機,，辦公用終端設(shè)備（如電傳打字機、交互式終端,、傳真機,、激光打印機、智能復(fù)印機等）,，通信設(shè)施（如局部區(qū)域網(wǎng)）,、程控交換機、公用數(shù)據(jù)網(wǎng),、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字網(wǎng)等）,。軟件配置為：操作系統(tǒng)，編譯程序，各種服務(wù)程序,，通信軟件，數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng),，電子郵件,，文字處理軟件，表格處理軟件,各種編輯軟件以及專門業(yè)務(wù)活動的軟件包,，如人事管理,、財務(wù)管理、行政事務(wù)管理等軟件,，并配備相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫,。OA工作站的任務(wù)是完成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并行編程的發(fā)展所致）,；圖像數(shù)字化設(shè)備（包括電子的、光學(xué)的或機電的掃描設(shè)備,，數(shù)字化儀）,，圖像輸出設(shè)備，交互式圖像終端,。軟件配置除了一般的系統(tǒng)軟件外還要有成套的圖像處理軟件包,。它可以完成用戶提出的各種圖像處理任務(wù)。越來越多的計算機廠家在生產(chǎn)和銷售各種工作站,。

工作站分類

工作站根據(jù)軟,、硬件平臺的不同，一般分為基于RISC（精簡指令系統(tǒng)）架構(gòu)的UNIX系統(tǒng)工作站和基于Windows,、Intel的PC工作站,。

UNIX工作站是一種高性能的專業(yè)工作站，具有強大的處理器（以前多采用RISC芯片）和優(yōu)化的內(nèi)存,、I/O(輸入/輸出),、圖形子系統(tǒng)，使用專有的處理器（英特爾至強XEON,、AMD皓龍等）,、內(nèi)存以及圖形等硬件系統(tǒng)，WIN 7 旗艦版操作系統(tǒng)和UNIX系統(tǒng),，針對特定硬件平臺的應(yīng)用軟件,，彼此互不兼容。

PC工作站則是基于高性能的英特爾至強處理器之上,，使用穩(wěn)定的WIN7 32/64位操作系統(tǒng),，采用符合專業(yè)圖形標(biāo)準(zhǔn)（OpenGL4.x和DirectX 11）的圖形系統(tǒng)，再加上高性能的存儲、I/O（輸入/輸出）,、網(wǎng)絡(luò)等子系統(tǒng),，來滿足專業(yè)軟件運行的要求；以Linux為架構(gòu)的工作站采用的是標(biāo)準(zhǔn),、開放的系統(tǒng)平臺,，能最大程度的降低擁有成本──你甚至可以免費使用Linux系統(tǒng)及基于Linux系統(tǒng)的開源軟件；以Mac OS和Windows為架構(gòu)的工作站采用的是標(biāo)準(zhǔn),、閉源的系統(tǒng)平臺,，在計算機技術(shù)高度發(fā)展的當(dāng)今，具有高度的數(shù)據(jù)安全性和配置的靈活性,，可根據(jù)不同的需求來配置工作站解決方案,。

另外，根據(jù)體積和便攜性,，工作站還可分為臺式工作站和移動工作站,。

臺式工作站類似于普通臺式電腦，體積較大,，沒有便攜性可言,，但性能強勁，適合專業(yè)用戶使用,。移動工作站其實就是一臺高性能的筆記本電腦,。但其硬件配置和整體性能又比普通筆記本電腦高一個檔次。適用機型是指該工作站配件所適用的具體機型系列或型號,。不同的工作站標(biāo)配不同的硬件,，工作站配件的兼容性問題雖然不像服務(wù)器那樣明顯，但從穩(wěn)定性和兼容性等角度考慮,，通常還是需要使用特定的配件,，這主要是由工作站的工作性質(zhì)決定的。

工作站特點

CPU：在80年代早期,，RISC架構(gòu)的處理器在單位成本上提供比CISC處理器高幾個數(shù)量級的性能,。正是在這個時期，CISC處理器的一族（Intel的x86）漸漸侵占市場份額,。到了大約90年代中期,，Intel的CPU終于擁有了同 RISC 相提并論的性能（雖然以高的多的芯片復(fù)雜性為代價），并將后者趕進(jìn)了一個狹窄的市場,。

而在當(dāng)前英特爾至強系列處理器,，專為服務(wù)器和工作站來設(shè)計的專用CPU,具有幾種不同的構(gòu)架，具有無與倫比的強大處理性能,。突出的特點就是集成了QPI內(nèi)存控制器,，內(nèi)存和CPU之間的數(shù)據(jù)通信不再經(jīng)過北橋控制芯片,，突破了CPU和內(nèi)存之前數(shù)據(jù)交換的瓶頸。隨著英特爾32納米技術(shù)的普及,，英特爾至強四核或者六核以其強大的運算能力成為當(dāng)前服務(wù)器/工作站CPU的不二選擇,。

高速網(wǎng)絡(luò)連接 (1000 Mbit/s 或者更高): 當(dāng)今的工作站集成基本都是1000Mbit的網(wǎng)卡

大屏幕的顯示器: 傳統(tǒng)的CRT和普通液晶已經(jīng)越來越不能滿足專業(yè)圖形處理和模擬仿真等在色彩和屏分的需求，高端專業(yè)的顯示器如DELL U2410已經(jīng)成為主流,。

高性能的3D圖形硬件:工作站在很大程度上都是跟圖形軟件結(jié)合的,，當(dāng)前的軟件上已經(jīng)發(fā)展OPENGL4.1和DIRECT 11，只支持之前版本的專業(yè)圖形卡以及非專業(yè)的游戲顯卡已經(jīng)逐漸無法滿足,。日前主流專業(yè)顯卡有麗臺系列的Q600，Q2000,，Q4000,Q5000,，Q6000以及ATI的V8800和V9800。

磁盤冗余存儲: 通俗來說就是做RAID,。90年代在PC市場從未流行,，SCSI是一個高級的控制接口，對于磁盤需要同時接受多重訪問請求的場合尤為有效,。這使得它適合在服務(wù)器中使用,，但是這種特性對于絕大多數(shù)是單用戶操作系統(tǒng)的桌面PC來說就毫無優(yōu)勢。目前,，桌面系統(tǒng)獲得更多的多用戶能力（由于Linux數(shù)量的增長）,，新的磁盤接口SATA擁有近似SCSI的速度和較低的成本，更新一代的SAS硬盤擁有更快的速度,。而冗余陣列在目前來說就是多個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RAID 0,，其他模式必須要三塊或者三塊以上的硬盤,，磁盤陣列的好處有兩個：A 成幾倍的增加磁盤存取速度；B 保證數(shù)據(jù)的安全性,，一塊或者多塊磁盤壞掉,，更換磁盤后可以通過RAID重構(gòu)。