【IT168 报道】“图形工作站是什么?”看了这个名字,许多用户也许会提出这么一个问题。
“这不就是一台电脑吗?”看到了图形工作站,许多人又会有这样的反应。
的确,从外观上来看,图形工作站和我们日常的台式PC没有什么太大的区别,因为从本质来说,它是不会脱离电脑的范畴。但是它和我们日常的PC又有所不同。和我们日常的PC相比,它具有“更快、更高、更强”的特点,可以说这种不同是全方位的。今天我们就来对图形工作站进行一番解读,从而对它能够有全面的了解。
一.图形工作站的定义
首先我们还是来给图形工作站下一个定义,以使我们对它能够有一个初步的认识。工作站是一种主要面向专业应用领域,具备强大的数据运算与图形、图像处理能力,为满足工程设计、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而设计开发的高性能计算机。
根据所使用的软件操作系统的不同,图形工作站可以分为两大类:传统专用型图形工作站和通用型PC图形工作站。除了操作系统上的差别,这两种产品的硬件架构也是有很大的区别的。
传统专用型图形工作站的操作系统多采用专有的UNIX操作系统,使用专有的RISC(精简指令系统)处理器(Alpha、Mips、Power等)架构,而它们的应用软件也是针对特定硬件平台,彼此互不兼容。
通用型PC图形工作站的操作系统多使用Windows NT及Windows2000 操作系统,处理器则是采用CISC(复杂指令系统)的X86架构的处理器,如INTEL的P4系列。由于采用的是标准、开放的系统平台,能最大程度的降低拥有成本和使用成本,同时在开发上的通用性和移植性也更强。
应用说,传统专用型图形工作站在相对封闭,不需要和外界交流的应用领域,如军事、科学研究等较为合适。而通用型PC图形工作站,则更加适合与需要同外接交流,最终的设计成果需要向外接发布的应用领域中,如影视特技、动画制作、工程设计等。由于目前越来越多的专业应用领域需要应用电脑来完成,通用型PC图形工作站的需求量不断攀升。本文也主要以通用型PC图形工作站为主。
二.目前主流图形工作站产品的硬件特点
虽然并没有什么明确的定义,究竟达到怎样的配置要求才可以算是图形工作站。不过通过对于一些厂商推出的图形工作站的产品的分析,可以认为,只有达到以下几个方面的要求,才可以算得上是图形工作站。
1. 处理器
对于图形工作站来说,处理器的性能往往是相当强劲的。就目前而言,图形工作站根据产品的档次在处理器上有两种选择。高端产品基本都是Intel至强处理器,甚至部分还是使用了双至强。而中低端的产品则多选择Intel P4的处理器,不过主频一般都在3.0GHz以上,这也和普通PC拉开了档次。更为重要的是,它们的主板大多采用875芯片组。和普通PC较多使用的865或848芯片组相比,875芯片组能够进一步的提升整机的性能。因此可以认为,目前3.0GHz以上的P4+875芯片组的主板是图形工作站的目前的入门要求。
2. 内存
一般情况下,图形工作站的标配内存并不很大,或者干脆不配,但主板上却留了巨大的升级空间,用户可以根据自己的应用需求来选择。图形工作站使用的内存不是我们日常普通PC使用的内存,而是ECC 内存(Error Checking and Correcting:错误检查和纠正)。ECC内存多用以服务器,可以给电脑系统提供更好的运行稳定性和可靠性。当然,它的价格也要比普通内存贵得多。
3. 显卡
既然是图形工作站,它们图形性能自然是产品最为关键的所在。图形工作站一般来说采用的都是专业级的显卡。专业显卡主要是针对专业的绘图程序。目前的专业绘图软件,在图形设计接口上普遍采用OpenGL标准,对于OpenGL API的支持能力,是否针对专业绘图进行驱动及软件上的优化。专业显卡支持的特效多,对常用的 3D设计软件有着更好的支持、处理速度更快,对于多CPU系统也有着更好的支持。普通显卡支持的特效相对较少,主要针对视频、游戏等娱乐功能进行优化,对于专业设计考虑甚少,搭配专业软件时无法完全发挥作用。
目前图形工作站中多使用NVIDIA Quadro4系列和NVIDIA Quadro FX系列的显卡。
4. 外部存储系统
众所周知,图形图像文件都“体积庞大”。因此对于外部存储系统,无论是容量还是运行的速度都有很高的要求。普通的IDE硬盘在这里很少采用,SATA和SCSI的硬盘是较好的选择。在容量上也有相当大的升级扩展空间。
除了以上四大部分之外,还要求产品必须具有高速的USB2.0接口和1394接口,因为目前作为图形工作站,接驳各类数码设备是必不可少的。当然图形图像的显示器也是相当重要的,对于这一部件用户完全可以根据自己的应用需要和经济实力来选购。至于声卡,网卡之类的,图形工作站倒没有什么特别的要求,而鼠标、键盘只要用户自己用得顺手也就可以了。
三.典型产品分析
通过对于硬件配置上的分析,相信大家对于图形工作站已经有了一定的了解,下面我们在托国对于几款产品来进一步的增进大家对于产品更加深入的认识。
1. P4实用型——Dell PrecisionTM 370
该产品是DELL 针对中低端用户推出的一款经济实用型的产品。该系列采用的P4处理器是被称为P4-F的产品,包含有Intel Extended 64技术,和普通P4处理器不同。该技术使处理器在目前能够很好的支持32位软件的应用,同时能让系统访问更多的内存。而当未来64位的软件普及后,则可以让系统自然的过渡到64位。这不但能提高产品在目前32位应用下的性能,也为产品未来的发展留下了相当大的空间。根据自己的应用需要,用户可以选择主频从3.2GHz到3.6GHz的配置,低于3.2GHz不带Intel Extended 64技术,因此不建议选购。
在内存上,该产品有4根DIMM插槽,虽然产品也支持普通的DDR内存,不过建议用户还是应该使用带ECC的内存,并且容量绝对不应该少于512MB,1~2GB是目前比较主流的配置,这款产品最大可以支持到4GB的内存。
在显卡上,DELL也从低到高,为用户提供了多个选择,全部为 PCI Express接口的显卡。在诸多的选择中,最为强劲的一款产品是nVIDIA® Quadro® FX 3400-PCI Express x16 150。新一代像素和顶点编程技术,5个可编辑并行顶点引擎,12个可编辑象素通道,以及256位带宽的256MB的内存,为系统提供了强劲的视频动力。
在外部存储系统上,这款产品标配SATA的硬盘,并且可以支持双硬盘搭建RAID,至于容量可由用户选择。如果对SATA硬盘不满意,也可以选配SCSI的硬盘,以进一步提供产品的运行速度。
对于显示器,DELL也提供了非常丰富的选择。如果用户主要是以处理静态的图片为主的话,那可以选择大屏液晶显示器,如果用户是以除了动态的视频画面为主的话,那么建议选购大屏幕的CRT显示器。
总体而言,这是一款以强调实用性为主的产品,并且在产品上留下了相当大的升级空间,能够满足不同用户的需要。
2. 至强主流型——xw6000
这是一款定位于中高端的主流型图形工作站产品。与前一款产品最大的不同便是处理器采用了至强处理器。惠普提供了从2.4GHz到3.2GHz的多个主频的产品供用户选择。和P4处理器相比,至强的浮点运算能力更加强大,这对于性能的提升相当的明显。并且这款产品可以通过选择升级套件,使用双处理器系统。
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内存上,这款产品也有4根DIMM插槽,支持的最大内存达到了8GB,这样用户在配置时便有了更加广阔的空间。
在外部存储器上,同样提供了多种硬盘的方案供用户选择,既有IDE的硬盘,也有SCSI硬盘。建议用户尽可能选择SCSI硬盘,这样才能够使整个系统具有协调性。
在显卡上,这款产品也针对不同需求的用户推出了多个档次的产品供用户选择。最高端的一款选项更是提供了一款3Dlabs Wildcat III 6110。这款显卡提供了6个可编程的 T & L 引擎,具有3D volumetric texture,具有特有的 SuperScene 反走样技术,市场的零售价达到了18000元。
作为图形工作站,在设计的过程中常常需要在各个场景之间进行切换,因此往往使用多显示器,这款产品可以支持高达8个显示器,让用户可以在工作中更加的游刃有余。
由于提供了多种不同档次的配件供用户选择,因此这款产品的应用面是相当的广泛的,完全可以成为各行各业中的强手。
3.AMD处理器同样强劲——IBM IntelliStation A PRO
相当长的时间,工作站处理器市场都是被Intel所把持的。不过如今这种情况已经开始发生改变, AMD针对服务器以及图形工作站市场推出了64位的Opteron处理器。
目前计算机系统正在经历着从32位向64位过渡的历程,而64位的Opteron处理器能够最好的解决这一问题。它能够提供64位计算的可扩展性,且与32位计算兼容,不会影响它的性能。更重要的是通过AMD64架构可以将数据带宽扩大一倍,从而使产品最多可支持16GB的内存,这样便能够处理更大规模的数据集,每个处理器上最多时可支持19.2GB/s 的峰值 I/O。为了提升产品的整体性能,用户也完全可以选择双处理器。可以说,这是一款相当有意义的产品,因为它让我们在通用性图形工作站处理器的选择上,除了Intel又有了新的选择。
在显卡上,这款产品采用了同样提供了多个选择。一般中端主流用可以选择NVIDIA Quadro FX 1100,如果是高端用户的话,则可以选择Quadro FX 3000,它们都可以支持处理复杂的OpenGL 3D 图形图像设计。
这款产品的应用也是相当广泛的,而且它不但可以作为单独的工作站运行,也可以作为高性能计算(HPC)网格计算系统的前端显像平台。将它的性能展现的淋漓尽致。
4.出色的国货——方正美仑5500
虽然相比普通PC,工作站在各方面的要求都要高,不过目前我们国内得厂商同样有不少相当出色得产品,方正美仑系列就是其中之一。方正美仑工作站共分为两大型号:美仑3400和美仑5500。前者主要针对中低端用户,采用的是P4的处理器,而后者则是针对中高端用户,采用的是至强的处理器。
该款产品提供了从2.4GHz到3.06GHz的多款至强处理器供不同用户选择,在内存上则可以提供最大4GB的ECC内存配置。
在外存储系统上,这款产品的也提供了ATA100和SCSI两种方案供用户选择。这款产品的显卡选择品种也是相当的齐全的高端用户可以选择NVIDIA Quadro FX系列的产品,而低端用户则可以选择NVIDIA Quadro 4系列的产品。按需选择,相信每一个用户都可以找到自己中意的。
目前随着应用的扩展,图形工作站的需求量正在不断的扩大,而加上硬件成本的降低,相信图形工作站很快便可以放下它们那原本高高在上的身价。也许通过本文,让大家进一步的了解图形工作站,以便在选购中能够更加的有的放矢。