【工作站】工作站是什么 工作站功能 工作站分类 工作站特点

【工作站】工作站是什么 工作站功能 工作站分类 工作站特点

什么是工作站

工作站是一种高端的通用微型计算机。它是为了单用户使用并提供比个人计算机更强大的性能，尤其是在图形处理能力，任务并行方面的能力。通常配有高分辨率的大屏、多屏显示器及容量很大的内存储器和外部存储器，并且具有极强的信息和高性能的图形、图像处理功能的计算机。另外，连接到服务器的终端机也可称为工作站。

工作站是一种面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力的高性能计算机，目前广泛用于机械工程自动化（MDA）、网络管理、动画制作、科学研究、软件开 发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域。工作站根据使用软、硬件平台的不同，一般分为基于RISC/Unix系统的传统工作站和基于Intel体系结构的PC工作站。PC工作站采用的是标准、开放的系统平台，它基于高性能的Intel IA-32处理器，使用稳定可靠的Windows NT操作系统，采用符合专业图形标准（OpenGL）的图形系统，再加上高性能的存储、I/O、网络等子系统，以满足专业软件的运行要求。

许多没有接触过工作站的用户会认为,工作站就是高级PC，其实不然。传统的工作站能为给它分配的任务，如数据压缩、图形制作、模型分析等提供最好的性能，但它只是基于与公司网络的其他系统分离的私人操作系统而设计的。PC机典型的工作是能运行主要的商业产品使用工具,并能通过一个共同的网络与其他的PC机兼容。虽然高端PC机也能运行一些工作站的应用软件，但它们并不具有大多数工作站应用所需的超强的计算处理能力。在强大的PentiumⅢ Xeon处理器的多处理能力支持下，工作站比PC机具有了更高的实际应用性能、稳定性和支持服务。 以Intel体系结构的工作站为例，其与商用PC的主要区别见表1。

当然，按照不同体系结构区分的PC工作站和RISC/Unix工作站之间，不仅存在着相互补充的关系，更有着技术上的本质不同。

过去，高端工作站主要用的是RISC处理器，当指定任务有较高要求时，RISC结构不能以足够的性能运行PC应用，而是以“仿真”模式进行，这就意味着处理这些任务时没有足够的性能优势，即不仅要求工作站用户桌面上要有一个独立的PC机，而且公司的IT部门还得以较高的成本管理和支持信息系统的一小部分，Intel IA-32处理器为急切的工作站应用提供了先进的性能、处理能力以及使单个计算机能担当工作站任务和办公室生产应用的能力。

但从另一方面看，RISC/Unix工作站现大多采用64位处理器和64位操作系统，最大内存已突破了4GB，达到8GB甚至更大，稳定性也更高。而目前的Intel处理器和Windows NT操作系统仍旧是32位结构，在复杂的工程应用中就显得捉襟见肘了。

工作站功能

由计算机和相应的外部设备以及成套的应用软件包所组成的信息处理系统。它能够完成用户交给的特定任务，是推动计算机普及应用的有效方式。工作站应具备强大的数据处理能力，有直观的便于人机交换信息的用户接口，可以与计算机网络相连，在更大的范围内互通信息，共享资源。工作站在编程、计算、文件书写、存档、通信等各方面给专业工作者以综合的帮助。常见的工作站有计算机辅助设计 (CAD)工作站（或称工程工作站），办公自动化(OA)工作站，图像处理工作站等。不同任务的工作站有不同的硬件和软件配置。

例如,一个小型CAD工作站的典型硬件配置为：普通计算机，带有功能键的CRT终端，光笔，平面绘图仪，数字化仪，打印机等。软件配置为：操作系统，编译程序，相应的数据库和数据库管理系统，二维和三维的绘图软件，以及成套的计算、分析软件包。它可以完成用户提交的各种机械的、电气的设计任务。

OA工作站的主要硬件配置为：普通计算机，办公用终端设备（如电传打字机、交互式终端、传真机、激光打印机、智能复印机等），通信设施（如局部区域网）、程控交换机、公用数据网、综合业务数字网等）。软件配置为：操作系统，编译程序，各种服务程序，通信软件，数据库管理系统，电子邮件，文字处理软件，表格处理软件,各种编辑软件以及专门业务活动的软件包，如人事管理、财务管理、行政事务管理等软件，并配备相应的数据库。OA工作站的任务是完成各种办公信息的处理。

图像处理工作站的主要硬件配置为：顶级计算机，一般还包括超强性能的显卡（由于CUDA并行编程的发展所致）；图像数字化设备（包括电子的、光学的或机电的扫描设备，数字化仪），图像输出设备，交互式图像终端。软件配置除了一般的系统软件外还要有成套的图像处理软件包。它可以完成用户提出的各种图像处理任务。越来越多的计算机厂家在生产和销售各种工作站。

工作站分类

工作站根据软、硬件平台的不同，一般分为基于RISC（精简指令系统）架构的UNIX系统工作站和基于Windows、Intel的PC工作站。

UNIX工作站是一种高性能的专业工作站，具有强大的处理器（以前多采用RISC芯片）和优化的内存、I/O(输入/输出)、图形子系统，使用专有的处理器（英特尔至强XEON、AMD皓龙等）、内存以及图形等硬件系统，WIN 7 旗舰版操作系统和UNIX系统，针对特定硬件平台的应用软件，彼此互不兼容。

PC工作站则是基于高性能的英特尔至强处理器之上，使用稳定的WIN7 32/64位操作系统，采用符合专业图形标准（OpenGL4.x和DirectX 11）的图形系统，再加上高性能的存储、I/O（输入/输出）、网络等子系统，来满足专业软件运行的要求；以Linux为架构的工作站采用的是标准、开放的系统平台，能最大程度的降低拥有成本──你甚至可以免费使用Linux系统及基于Linux系统的开源软件；以Mac OS和Windows为架构的工作站采用的是标准、闭源的系统平台，在计算机技术高度发展的当今，具有高度的数据安全性和配置的灵活性，可根据不同的需求来配置工作站解决方案。

另外，根据体积和便携性，工作站还可分为台式工作站和移动工作站。

台式工作站类似于普通台式电脑，体积较大，没有便携性可言，但性能强劲，适合专业用户使用。移动工作站其实就是一台高性能的笔记本电脑。但其硬件配置和整体性能又比普通笔记本电脑高一个档次。适用机型是指该工作站配件所适用的具体机型系列或型号。不同的工作站标配不同的硬件，工作站配件的兼容性问题虽然不像服务器那样明显，但从稳定性和兼容性等角度考虑，通常还是需要使用特定的配件，这主要是由工作站的工作性质决定的。

工作站特点

CPU：在80年代早期，RISC架构的处理器在单位成本上提供比CISC处理器高几个数量级的性能。正是在这个时期，CISC处理器的一族（Intel的x86）渐渐侵占市场份额。到了大约90年代中期，Intel的CPU终于拥有了同 RISC 相提并论的性能（虽然以高的多的芯片复杂性为代价），并将后者赶进了一个狭窄的市场。

而在当前英特尔至强系列处理器，专为服务器和工作站来设计的专用CPU,具有几种不同的构架，具有无与伦比的强大处理性能。突出的特点就是集成了QPI内存控制器，内存和CPU之间的数据通信不再经过北桥控制芯片，突破了CPU和内存之前数据交换的瓶颈。随着英特尔32纳米技术的普及，英特尔至强四核或者六核以其强大的运算能力成为当前服务器/工作站CPU的不二选择。

高速网络连接 (1000 Mbit/s 或者更高): 当今的工作站集成基本都是1000Mbit的网卡

大屏幕的显示器: 传统的CRT和普通液晶已经越来越不能满足专业图形处理和模拟仿真等在色彩和屏分的需求，高端专业的显示器如DELL U2410已经成为主流。

高性能的3D图形硬件:工作站在很大程度上都是跟图形软件结合的，当前的软件上已经发展OPENGL4.1和DIRECT 11，只支持之前版本的专业图形卡以及非专业的游戏显卡已经逐渐无法满足。日前主流专业显卡有丽台系列的Q600，Q2000，Q4000,Q5000，Q6000以及ATI的V8800和V9800。

磁盘冗余存储: 通俗来说就是做RAID。90年代在PC市场从未流行，SCSI是一个高级的控制接口，对于磁盘需要同时接受多重访问请求的场合尤为有效。这使得它适合在服务器中使用，但是这种特性对于绝大多数是单用户操作系统的桌面PC来说就毫无优势。目前，桌面系统获得更多的多用户能力（由于Linux数量的增长），新的磁盘接口SATA拥有近似SCSI的速度和较低的成本，更新一代的SAS硬盘拥有更快的速度。而冗余阵列在目前来说就是多个SATA硬盘按照不同的RAID模式组建的存储阵列，常用的有RAID 0 1 5 6 10，除了RAID 0，其他模式必须要三块或者三块以上的硬盘，磁盘阵列的好处有两个：A 成几倍的增加磁盘存取速度；B 保证数据的安全性，一块或者多块磁盘坏掉，更换磁盘后可以通过RAID重构。