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並提供比個人計算機更強大的性能，尤其是在圖形處理能力，任務並行方面的能力。通常配有高解析度的大屏、多屏顯示器及容量很大的記憶體儲器和外部存儲器，並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，連線到伺服器的終端機也可稱為工作站。

基本介紹

• 中文名：工作站
• 外文名：work station
• 功能：數據運算和圖形、圖像處理能力
• 基礎：個人計算機、分散式網路計算

功能

由計算機和相應的外部設備以及成套的套用軟體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，是推動計算機普及套用的有效方式。工作站應具備強大的數據處理能力，有直觀的便於人機交換信息的用戶接口，可以與計算機網路相連，在更大的範圍內互通信息，共享資源。工作站在編程、計算、檔案書寫、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。不同任務的工作站有不同的硬體和軟體配置。

工作站

例如,一個小型CAD工作站的典型硬體配置為：普通計算機，帶有功能鍵的CRT終端，光筆，平面繪圖儀，數位化儀，印表機等。軟體配置為：作業系統，編譯程式，相應的資料庫和資料庫管理系統，二維和三維的繪圖軟體，以及成套的計算、分析軟體包。它可以完成用戶提交的各種機械的、電氣的設計任務。

工作站

OA工作站的主要硬體配置為：普通計算機，辦公用終端設備（如電傳打字機、互動式終端、傳真機、雷射印表機、智慧型複印機等），通信設施（如局部區域網）、程控交換機、公用數據網、綜合業務數字網等）。軟體配置為：作業系統，編譯程式，各種服務程式，通信軟體，資料庫管理系統，電子郵件，文字處理軟體，表格處理軟體,各種編輯軟體以及專門業務活動的軟體包，如人事管理、財務管理、行政事務管理等軟體，並配備相應的資料庫。OA工作站的任務是完成各種辦公信息的處理。

圖像處理工作站的主要硬體配置為：頂級計算機，一般還包括超強性能的顯示卡（由於CUDA並行編程的發展所致）；圖像數位化設備（包括電子的、光學的或機電的掃描設備，數位化儀），圖像輸出設備，互動式圖像終端。軟體配置除了一般的系統軟體外還要有成套的圖像處理軟體包。它可以完成用戶提出的各種圖像處理任務。越來越多的計算機廠家在生產和銷售各種工作站。

分類

工作站根據軟、硬體平台的不同，一般分為基於RISC（精簡指令系統）架構的UNIX系統工作站和基於Windows、Intel的PC工作站。UNIX工作站是一種高性能的專業工作站，具有強大的處理器（以前多採用RISC晶片）和最佳化的記憶體、I/O(輸入/輸出)、圖形子系統，使用專有的處理器（英特爾至強XEON、AMD皓龍等）、記憶體以及圖形等硬體系統，WIN 7 旗艦版作業系統和UNIX系統，針對特定硬體平台的套用軟體，彼此互不兼容。

工作站

PC工作站則是基於高性能的英特爾至強處理器之上，使用穩定的WIN7 32/64位作業系統，採用符合專業圖形標準（OpenGL4.x和DirectX 11）的圖形系統，再加上高性能的存儲、I/O（輸入/輸出）、網路等子系統，來滿足專業軟體運行的要求；以Linux為架構的工作站採用的是標準、開放的系統平台，能最大程度的降低擁有成本──你甚至可以免費使用Linux系統及基於Linux系統的開源軟體；以Mac OS和Windows為架構的工作站採用的是標準、閉源的系統平台，在計算機技術高度發展的當今，具有高度的數據安全性和配置的靈活性，可根據不同的需求來配置工作站解決方案。

另外，根據體積和便攜性，工作站還可分為台式工作站和移動工作站。

台式工作站類似於普通桌上型電腦，體積較大，沒有便攜性可言，但性能強勁，適合專業用戶使用。移動工作站其實就是一台高性能的筆記本電腦。但其硬體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。不同的工作站標配不同的硬體，工作站配件的兼容性問題雖然不像伺服器那樣明顯，但從穩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決定的。

特點

CPU：在80年代早期，RISC架構的處理器在單位成本上提供比CISC處理器高几個數量級的性能。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終於擁有了同 RISC 相提並論的性能（雖然以高的多的晶片複雜性為代價），並將後者趕進了一個狹窄的市場。

而在當前英特爾至強系列處理器，專為伺服器和工作站來設計的專用CPU,具有幾種不同的構架，具有無與倫比的強大處理性能。突出的特點就是集成了QPI記憶體控制器，記憶體和CPU之間的數據通信不再經過北橋控制晶片，突破了CPU和記憶體之前數據交換的瓶頸。隨著英特爾32納米技術的普及，英特爾至強四核或者六核以其強大的運算能力成為當前伺服器/工作站CPU的不二選擇。

高速網路連線 (1000 Mbit/s 或者更高): 當今的工作站集成基本都是1000Mbit的網卡

大螢幕的顯示器: 傳統的CRT和普通液晶已經越來越不能滿足專業圖形處理和模擬仿真等在色彩和屏分的需求，高端專業的顯示器如DELL U2410已經成為主流。

高性能的3D圖形硬體:工作站在很大程度上都是跟圖形軟體結合的，當前的軟體上已經發展OPENGL4.1和DIRECT 11，只支持之前版本的專業圖形卡以及非專業的遊戲顯示卡已經逐漸無法滿足。日前主流專業顯示卡有麗台系列的Q600，Q2000，Q4000,Q5000，Q6000以及ATI的V8800和V9800。

磁碟冗餘存儲: 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，對於磁碟需要同時接受多重訪問請求的場合尤為有效。這使得它適合在伺服器中使用，但是這種特性對於絕大多數是單用戶作業系統的桌面PC來說就毫無優勢。目前，桌面系統獲得更多的多用戶能力（由於Linux數量的增長），新的磁碟接口SATA擁有近似SCSI的速度和較低的成本，更新一代的SAS硬碟擁有更快的速度。而冗餘陣列在目前來說就是多個SATA硬碟按照不同的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碟，磁碟陣列的好處有兩個：A 成幾倍的增加磁碟存取速度；B 保證數據的安全性，一塊或者多塊磁碟壞掉，更換磁碟後可以通過RAID重構。

產品類型

產品類型是指工作站配件的具體產品類型，例如顯示卡、CPU、記憶體、硬碟等。以下對其中的一些配件做一個簡單介紹。

顯示卡

作為圖形工作站的主要組成部分，一塊性能強勁的3D專業顯示卡的重要性，從某種意義上來說甚至超過了處理器。與針對遊戲、娛樂市場為主的消費類顯示卡相比，3D專業顯示卡主要面對的是3維動畫（如3DS Max、Maya、Softimage|3D）、渲染（如LightScape、3DS VIZ）、CAD（如AutoCAD、Pro/Engineer、Unigraphics、SolidWorks）、模型設計（如Rhino）以及部分科學套用等專業OpenGL套用市場。對這部分圖形工作站用戶來說，它們所使用的硬體無論是速度、穩定性還是軟體的兼容性都很重要。用戶的高標準、嚴要求使得3D專業顯示卡從設計到生產都必須達到極高的水準，加上用戶群的相對有限造成生產數量較少，以至於其總體成本的大幅上升也就不可避免了；與一般的消費類顯示卡相比3D專業顯示卡的價格要高得多，達到了幾倍甚至十幾倍的差距。

工作站

與消費類顯示卡市場類似，3D專業顯示卡市場的競爭也是日趨激烈，目前整個3D專業顯示卡市場已經成了NVIDIA和AMD收購ATI的天下。由於工作需求不同，工作站的顯示卡與消費類顯示卡差別比較大，一塊在自己領域中出色的顯示卡在另一個領域中可以表現得很差。不過，目前nVIDIA和ATI的趨勢是將娛樂級產品和專業級產品統一到幾乎完全相同的硬體架構下，甚至是完全相同的晶片，由外圍電路和軟體控制到底是消費類顯示卡還是專業顯示卡。專業顯示卡的遊戲性能同樣出色，相同參數的遊戲顯示卡和專業顯示卡性能相比卻是天差地別。

記憶體

目前主流工作站的記憶體為ECC記憶體和REG記憶體。ECC主要用在中低端工作站上，並非象常見的PC版DDR3那樣是記憶體的傳輸標準，ECC記憶體是具有錯誤校驗和糾錯功能的記憶體。ECC是Error Checking and Correcting的簡稱，它也是通過在原來的數據位上額外增加數據位來實現的。如8位數據，則需1位用於Parity（奇偶校驗）檢驗，5位用於ECC，這額外的5位是用來重建錯誤的數據的。當數據的位數增加一倍，Parity也增加一倍，而ECC只需增加一位，所以當數據為64位時所用的ECC和Parity位數相同(都為8)。在那些Parity只能檢測到錯誤的地方，ECC可以糾正絕大多數錯誤。若工作正常時，你不會發覺你的數據出過錯，只有經過記憶體的糾錯後，計算機的操作指令才可以繼續執行。當然在糾錯時系統的性能有著明顯降低，不過這種糾錯對伺服器等套用而言是十分重要的，ECC記憶體的價格比普通記憶體要昂貴許多。而高端的工作站和伺服器上用的都是REG記憶體，REG記憶體一定是ECC記憶體，而且多加了個暫存器快取，數據存取速度大大加快，其價格比ECC記憶體要貴。

工業級一體化工作站

CPU

傳統的工作站CPU一般為非Intel和AMD公司CPU，而使用RISC架構處理器，比如PowerPC處理器、SPARC處理器、Alpha處理器等，相應的作業系統一般為UNIX或者其他專門的作業系統。全新的英特爾NEHALEM架構四核或者六核處理器有以下幾個特點：1,超大的二級三級快取，三級快取六核或四核達到12M；2，記憶體控制器直接通過QPI通道集成在CPU上，徹底解決的前端匯流排頻寬瓶頸；3，英特爾獨特的核心加速模式 turbo mode 根據需要開啟、關閉核心的運行；4，第三代超執行緒SMT技術。

硬碟

目前用於工作站系統的硬碟根據接口不同，主要有SAS硬碟、SATA（Serial ATA）硬碟、SCSI硬碟、固態硬碟。工作站對硬碟的要求介於普通台式機和伺服器之間，因此低端的工作站也可以使用和台式機一樣的SATA或者SAS硬碟。而中高端的工作站會使用SAS或固態硬碟。

套用領域

一般來講，工作站主要套用在以下領域：

計算機輔助設計及製造CAD/CAM

這一領域被視為工作站的傳統領域。採用CAD/CAM技術可大大縮短產品開發周期，同時又降低了高技術產品的開發難度，提高產品的設計質量。在CAD領域，大到一幢樓房小到一個零部件，圖形工作站都以其直觀化、高精度、高效率顯示出強有力的競爭優勢。

動畫設計

用戶群主要是電視台、廣告公司、影視製作公司、遊戲軟體開發公司、室內裝飾公司。電視台利用圖形工作站進行各個電視欄目的片頭動畫製作；而廣告公司則用它製作廣告節目的動畫場面；影視製作公司將其用於電腦特技製作；遊戲軟體公司將其作為開發平台；室內裝飾公司不僅利用圖形工作站進行設計，而且可以讓用戶在裝修之前就能看到其裝修後的三維仿真效果圖。

工作站

GIS地理信息系統

它所面向的客戶群主要是城市規劃單位、環保部門、地理地質勘測院、研究所等。他們通常是用圖形工作站來運行GIS軟體。它使用戶可以實時的、直觀的了解項目地點及周圍設施的詳情，如路燈柱、地下排水管線等。這些大數據量的作業也只有在具有專業圖形處理能力的工作站上才能高效率地運行。

平面圖像處理

它是套用普及程度較高的行業。用戶通常是以圖形工作站為硬體平台，以PhotoShop、CorelDraw等軟體為操作工具，致力於圖片影像處理、廣告及宣傳彩頁設計、包裝設計、紡織品圖案設計等。

模擬仿真

在軍事領域，模擬仿真技術是訓練戰鬥機駕駛員、坦克駕駛員以及模擬海上航行的有效手段；在科研開發領域，它使設計者在製作樣機之前，就可以在圖形工作站上進行仿真運行，及時發現問題，對設計進行修改。

主要品牌

目前，許多廠商都推出了適合不同用戶群體的工作站，比如IBM、聯想、DELL（戴爾）、HP（惠普）、wiseteam、正睿（國產）等。而工業級一體化工作站的生產廠家有國內的諾達佳（NODKA)和台灣的研華等。工作站由於對軟硬體兼容性和性能最大性，組裝機一般無法滿足，所有的品牌機都在不同程度上通過多家ISV認證，只有通過軟體認證後的型號才是成熟的、穩定的、安全的、高性能符合要求的工作站。比如戴爾PRECESION T系列工作站，通過的80多家獨立軟體供應商認證，涵蓋了多個行業、多個領域。在專業工作站領域戴爾是網路直銷，在同行中性價比是最高的；IBM和聯想的性能是最好的，但是價格也是非常昂貴的；惠普不錯，價格也很貴；國產的正睿產品也不錯。各大品牌的工作站在中關村都有經銷商，比如戴爾的中金高科新材料有限公司，從中關村經銷商網站上都能了解到各個品牌主流配置以及經銷商信息。