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工作站是什么?专业解决图形与并行难题

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online_admin 发表于 2021-8-23 15:44:57 | 显示全部楼层 |阅读模式
工作站是为专业技术或特殊需求而打造的一种高端通用计算机。工作站一般供个人使用,通常需要连接到局域网并运行多个用户操作系统。工作站在广义上也指连接到服务器的所有终端机。

早期工作站

工作站能够比比主流个人电脑提供更高的性能,尤其是在CPU、图形处理、内存容量和多任务处理能力等方面。针对不同类型的复杂数据,如3D机械设计,工程仿真(计算流体动力学等)、图形动画渲染以及数学图谱等方面,提供可视化处理和操作优化。

世界上第一台真正符合“工作站”定义的计算机是IBM 1620。该产品在1960年推出的,代号为CADET,是一台小型科学计算机,由坐在控制台的单人交互操作。该产品的使用了在当时革命性的设计,未采用任实质的运算电路,执行添加均采用内存驻留表的十进制加法规则。这种设计节省了逻辑电路的成本,降低了产品价格。

在1965年,IBM推出了IBM 1130科学计算机,也就是1620的继承者。这两款产品都具有运行Fortran和其他语言编写程序的能力,都部署在大型的橱柜使的机架中,两者都可用于附加磁盘驱动器、打印机以及纸带和打孔卡I/O等。

在20世纪70年代初,MIT开发的Lisp机器开创了工作站的新世界,即具备高性能,能够网络化的用户系统,能够用于用于大量交互式使用。Lisp从1980年开始由像Symbolics,Lisp Machines,Texas Instruments和Xerox等公司共同帮助下实现商业化。在此影响下,1973年,施乐公司开发的“施乐-PARC”被认为是个人操作,高分辨率图形设备的第一台计算机,并因此定义了现代意义上的工作站。

Sun公司的早期工作站

在20世纪80年代初,随着摩托罗拉68000等32位微处理器的出现,工作站领域开始出现新厂商,其中包括Apollo Computer和Sun Microsystems,他们基于此处理器创建了采用Unix系统的工作站。同时,DARPA的VLSI项目还创建了多个分拆图形产品比如SGI 3130和Silicon Graphics的机器系列。在当时,细分领域的工作站开始出现,Sun和Apollo是网络工作站的先驱,而SGI是图形工作站。由于RISC微处理器在20世纪80年代中期十分流行,许多工作站供应商都采用了这种微处理器。

一般来讲,工作站价格非常昂贵,通常是标准PC的成本的几倍。高费用通常来自使用运行速度比本地计算机商店发现的更昂贵的组件,以及包含当时PC中未找到的功能,如高速网络和复杂的图形。工作站制造商也倾向于采用“平衡”的方式进行系统设计,确保避免瓶颈,使数据在计算机内的许多不同的子系统之间畅通无阻地流通。此外,由于工作站的专业性更强,往往比商业电脑具有更高的利润率。

随着对高速计算机、网络和图形的需求在消费者中普及,工作站和PC之间的界线越来越模糊,工作站制造商倾向于使用“现成”的PC组件和图形解决方案,而不再是开发专有的技术。一些“低成本” PC标准的工作站依然昂贵,但与同一供应商制造的高端工作站和服务器提供二进制兼容性。

2000年之后,工作站的定义在一定程度上已经模糊。低端工作站中使用的许多组件现在与消费市场中使用的组件相同,低端工作站和消费级PC之间的价格差可以比以前更窄。在某些情况下,高端消费市场,如游戏爱好者市场中,可能很难说出台式电脑和工作站的区别。在另一方面,Nvidia GeForce 256显卡衍生了Quadro系列显卡,它虽然具有相同的GPU性能,但是针对CAD应用的独特需求而定制的不同的驱动程序支持和认证,并以更高的价格零售,所以许多人把GeForce用作穷人版的工作站显卡,硬件大部分都是能够加载的,也可以通过软修改来解锁Quadro所特有的功能。

QUADRO系列显卡是工作站的救星

工作站通常是CPU技术进步的推动者。虽然消费台式和来自各地的多核概念设计的CPU工作站双方受益。现代工作站通常使用多个多核CPU、ECC内存和消费级的CPU上找到的模块缓存。在一般的台式计算机上通常不需要这样的功率和可靠性。例如,IBM的基于POWER的处理器板和基于工作站级的基于Intel的Xeon处理器板具有多个CPU,更多的片上高速缓存和ECC内存,这些特性更适合要求内容创建,

某些工作站仅适用于AutoCAD,Avid Xpress Studio HD,3D Studio Max等特定应用程序。为确保与软件的兼容性,购买者通常要求软件供应商提供证书。认证过程使得工作站的价格跳跃了几个缺口,但为了专业目的,可靠性比初始购买成本更重要。
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