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工作站介绍,如何配置工作站

        工作站应用于专业领域,是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)、动画制作、软件开发等领域。它能满足专业软件的运行要求,对于工作站的配置要求,大家又知多少呢?它跟服务器又有何区别?下面就跟小编一起去了解吧!

 
工作站简介

       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。
 
工作站的功能

       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。
 
工作站的分类
 
       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。

 
工作站的应用领域

计算机辅助设计及制造CAD/CAM >>
       这一领域被视为工作站的传统领域。采用CAD/CAM技术可大大缩短产品开发周期,同时又降低了高技术产品的开发难度,提高产品的设计质量。在CAD领域,大到一幢楼房小到一个零部件,图形工作站都以其直观化、高精度、高效率显示出强有力的竞争优势。

动画设计 >>
       用户群主要是电视台、广告公司、影视制作公司、游戏软件开发公司、室内装饰公司。电视台利用图形工作站进行各个电视栏目的片头动画制作;而广告公司则用它制作广告节目的动画场面;影视制作公司将其用于电脑特技制作;游戏软件公司将其作为开发平台;室内装饰公司不仅利用图形工作站进行设计,而且可以让用户在装修之前就能看到其装修后的三维仿真效果图。

GIS地理信息系统 >>
       它所面向的客户群主要是城市规划单位、环保部门、地理地质勘测院、研究所等。他们通常是用图形工作站来运行GIS软件。它使用户可以实时的、直观的了解项目地点及周围设施的详情,如路灯柱、地下排水管线等。这些大数据量的作业也只有在具有专业图形处理能力的工作站上才能高效率地运行。
 
工作站和服务器的区别

       服务器是为网络上许多网络用户提供服务以共享它的资源,而工作站仅对操作该工作站的用户提供服务。工作站是用户和网络的接口设备,用户通过它可以与网络交换信息,共享网络资源。工作站通过网卡、通信介质以及通信设备连接到网络服务器。例如有些被称为无盘工作站的计算机没有它自已的磁盘驱动器,这样的工作站必须完全依赖于局域网来获得文件。工作站只是一个接入网络的设备,它的接入和离开对网络不会产生多大的影响,它不象服务器那样一旦失效,可能会造成网络的部分功能无法使用,那么正在使用这一功能的网络都会受到影响。现在的工作站都用具有一定处理能力的PC(个人计算机)机来承担。

 
工作站和台式机的区别

       工作站的特点就是对用户的特殊应用需求而做特殊的硬件优化。如传统的图形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。它很多时候都是针对与通用的操作系统不同的私人操作系统和专业软件而设计的;PC机的典型工作是能运行流行的商业软件和其他一些简单应用。从价格角度来看工作站的需求一般在1万元以上。一万元以下的低端工作站主要用于一些学校的2D/3D教学。
       从产品的配置来看,工作站采用的配置有时与服务器相同,如高端工作站的CPU可能用双路XEON,硬盘可能用SCSI接口硬盘和热插拔技术,电源可能用冗余等。而PC机不会用这些配置。同时工作站一般采用专业显卡如NIVIDA的QUADRO系列显卡和ATI的FIREGL系列显卡。专业工作站都采用多路多核处理器,即是基于单个半导体的一个处理器上拥有多个一样功能的处理器核心。能带来更多的性能和生产力优势,因而最终成为一种广泛普及的计算模式。

 
工作站配置方案

       正是由于工作站在应用需求方面和PC机不同,很多专门的工作站还为自己的应用行业做了特殊设计,因此工作站的配件往往也做了特殊的设计和考虑,并且由于工作站的使用数量远小于PC机,所以工作站配件很可能不是通用的。

显卡 >>
       作为图形工作站的主要组成部分,一块性能强劲的3D专业显卡的重要性,从某种意义上来说甚至超过了处理器。与针对游戏、娱乐市场为主的消费类显卡相比,3D专业显卡主要面对的是3维动画(如3DS Max、Maya、Softimage|3D)、渲染(如LightScape、3DS VIZ)、CAD(如AutoCAD、Pro/Engineer、Unigraphics、SolidWorks)、模型设计(如Rhino)以及部分科学应用等专业OpenGL应用市场。对这部分图形工作站用户来说,它们所使用的硬件无论是速度、稳定性还是软件的兼容性都很重要。用户的高标准、严要求使得3D专业显卡从设计到生产都必须达到极高的水准,加上用户群的相对有限造成生产数量较少,以至于其总体成本的大幅上升也就不可避免了;与一般的消费类显卡相比3D专业显卡的价格要高得多,达到了几倍甚至十几倍的差距。
与消费类显卡市场类似,3D专业显卡市场的竞争也是日趋激烈,目前整个3D专业显卡市场演变成了3DLabs 、nVIDIA和ATI三足鼎立的局面。由于工作需求不同,工作站的显卡与消费类显卡差别比较大,一块在自己领域中出色的显卡在另一个领域中可以表现得很差。不过,目前nVIDIA和ATI的趋势是将娱乐级产品和专业级产品统一到几乎完全相同的硬件架构下,甚至是完全相同的芯片,由外围电路和软件控制到底是消费类显卡还是专业显卡。

内存 >>
       目前主流工作站的内存为ECC内存。ECC并非象常见的PC133,DDR400那样是内存的传输标准,ECC内存是具有错误校验和纠错功能的内存。ECC是Error Checking and Correcting的简称,它也是通过在原来的数据位上额外增加数据位来实现的。如8位数据,则需1位用于Parity(奇偶校验)检验,5位用于ECC,这额外的5位是用来重建错误的数据的。当数据的位数增加一倍,Parity也增加一倍,而ECC只需增加一位,所以当数据为64位时所用的ECC和Parity位数相同(都为8)。在那些Parity只能检测到错误的地方,ECC可以纠正绝大多数错误。若工作正常时,你不会发觉你的数据出过错,只有经过内存的纠错后,计算机的操作指令才可以继续执行。当然在纠错时系统的性能有着明显降低,不过这种纠错对服务器等应用而言是十分重要的,ECC内存的价格比普通内存要昂贵许多。

CPU >>
       传统的工作站CPU一般为非Intel和AMD公司CPU,而使用RISC架构处理器,比如PowERPC处理器、SPARC处理器、Alpha处理器等,相应的操作系统一般为UNIX或者其他专门的操作系统。RISC是英文“Reduced Instruction Set Computing ” 的缩写,中文意思是“精简指令集”。它是在CISC(Complex Instruction Set Computer复杂指令集)指令系统基础上发展起来的,有人对CISC机进行测试表明,各种指令的使用频度相当悬殊,最常使用的是一些比较简单的指令,它们仅占指令总数的20%,但在程序中出现的频度却占80%。复杂的指令系统必然增加微处理器的复杂性,使处理器的研制时间长,成本高。并且复杂指令需要复杂的操作,必然会降低计算机的速度。基于上述原因,20世纪80年代RISC型CPU诞生了,相对于CISC型CPU ,RISC型CPU不仅精简了指令系统,还采用了一种叫做“超标量和超流水线结构”,大大增加了并行处理能力(并行处理并行处理是指一台服务器有多个CPU同时处理。并行处理能够大大提升服务器的数据处理能力。部门级、企业级的服务器应支持CPU并行处理技术)。也就是说,架构在同等频率下,采用RISC架构的CPU比CISC架构的CPU性能高很多,这是由CPU的技术特征决定的。目前在中高档工作站中普遍采用这一指令系统的CPU。RISC型CPU与Intel和AMD的CPU在软件和硬件上都不兼容。
       在工作站市场那高额利润的吸引下,Intel与Microsoft的Wintel联盟终于开始进军这一领域,Intel依靠它的Pentium Pro处理器配合Microsoft的Windows NT操作系统,在众多的PC系统大厂的积极响应下,逐渐占领了工作站的低端和部分中端市场。他们所使用的CPU为CISC构架,CISC是英文“Complex Instruction Set Computer”的缩写,中文意思是“复杂指令集”,它是指英特尔生产的x86(intel CPU的一种命名规范)系列CPU及其兼容CPU(其他厂商如AMD,VIA等生产的CPU),它基于PC机(个人电脑)体系结构。这种CPU一般都是32位的结构,所以我们也把它成为IA-32 CPU。(IA: Intel Architecture,Intel架构)。

硬盘 >>
       目前用于工作站系统的硬盘根据接口不同,主要有IDE(Integrated Drive Electronics)硬盘、SCSI(Small Computer System Interface)硬盘、FC(Fiber Channel)接口硬盘以及SATA(Serial ATA)硬盘。工作站对硬盘的要求介于普通台式机和服务器之间,因此低端的工作站也可以使用和台式机一样的IDE或者SATA硬盘。而中高端的工作站会使用SCSI硬盘。

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