工作站
工作站是一台专为技术或科学应用设计的专用计算机。他们主要要由单个用户使用，通常将其连接到局域网并运行多用户操作系统。工作站一词已被宽松地指代从大型机计算机终端到连接到网络的PC的所有内容，但是最常见的形式是指由几家当前和已停用的公司（例如Sun Microsystems ，Silicon Graphics，Silicon Graphics， silicon Graphics，silicon Graphics）提供的硬件类别Apollo Computer ， Dec ， HP ， Next和IBM，为1990年代后期的3D计算机图形革命提供了动力。
工作站以前提供的性能高于主流个人计算机，尤其是在CPU ，图形，内存和多任务中。优化了工作站，以可视化和操纵不同类型的复杂数据，例如3D机械设计，工程模拟，例如计算流体动力学，动画，医学成像，图像渲染和数学图。通常，外形是台式计算机的尺寸，该桌面计算机由高分辨率显示器，键盘和鼠标最少组成，但还提供多个显示器，图形平板电脑和3D鼠标，用于操纵对象和导航场景。工作站是计算机市场的第一部分，呈现高级配件，以及视频会议等协作工具。
自1990年代后期以来，主流PC的功能越来越不断减少。典型的1980年代工作站拥有昂贵的专有硬件和操作系统，可与标准化的PC明确区分。从1990年代和2000年代开始， IBM的RS/6000和Intellistation具有基于RISC的Power CPU运行AIX ，其IBM PC系列以及Aptiva Corporate和Consumer PC具有Intel X86 CPU。但是，到2000年代初期，这种差异在很大程度上消失了，因为工作站使用了由大型PC供应商主导的高度商品化的硬件，例如Dell ， Hewlett-Packard和Fujitsu ，销售运行Windows或Linux的X86-64系统。
历史
起源与发展
也许第一台可能有资格成为工作站的计算机是IBM 1620 ，这是一款小型科学计算机，旨在由坐在控制台的单个人交互使用。它于1959年引入。机器的一个特征是它缺乏任何算术电路。要执行添加，它需要一个十进制加法规则的内存居民表。这降低了逻辑电路的成本，从而使IBM变得便宜。该机器是代号为学员，最初以每月1000美元的价格租用。
1965年， IBM 1130科学计算机成为1620年的继任者。这两个系统都运行了Fortran和其他语言。它们内置在带有控制台打字机的大致桌子大小的橱柜中。它们具有可选的附加磁盘驱动器，打印机以及纸盖和打孔卡I/O。
早期工作站通常是专用的微型计算机，这是一个为一个用户保留的多源系统。例如，来自数字设备公司的PDP-8被视为第一个商业微型计算机。
1970年代初期， MIT开发的LISP机器开发了一些工作站原则，作为高性能，网络，单用户系统，旨在进行大量交互式使用。 LISP机器从1980年开始由符号， LISP机器，德州仪器（ TI Explorer ）和Xerox （ InterLISP-D工作站）等公司进行商业化。为单个用户设计的第一台计算机，具有高分辨率图形（以及该术语现代意义上的工作站）是1973年在Xerox Parc开发的中音。其他早期工作站包括Terak 8510/A （1977） ，三河PESQ （1979）和后来的施乐之星（1981）。
1980年代普及
在1980年代初期，随着32位微处理器（例如摩托罗拉68000）的出现，出现了一些新的竞争对手，包括阿波罗计算机和太阳微型系统，以及基于68000和UNIX的工作站。同时， DARPA的VLSI项目创建了几种衍生图形产品，例如Silicon Graphics 3130 。目标市场有区别，Sun和Apollo被认为是网络工作站，而SGI则是图形工作站。 RISC CPU在1980年代中期增加，这是典型的工作站供应商。
工作站通常具有SCSI或光纤通道磁盘存储系统，高端3D加速器，单个或多个64位处理器，大量RAM和精心设计的冷却。此外，制造产品的公司倾向于制定全面的维修/更换计划。但是，随着工作站和PC之间的区别逐渐消失，工作站制造商越来越多地采用了“现成” PC组件和图形解决方案，而不是专有硬件或软件。根据PC标准，一些“低成本”工作站仍然很昂贵，但与同一供应商制造的高端工作站和服务器提供了二进制兼容性。这使软件开发可以在低成本（相对于服务器）台式机上进行。
瘦客户
与性能相比，工作站多样化为最低的价格点，称为瘦客户或网络计算机。取决于网络和服务器，这将计算机降低到没有硬盘驱动器，只有CPU，键盘，鼠标和屏幕。一些无磁盘节点仍然运行传统的操作系统并在本地执行计算，并在远程服务器上存储。这些旨在通过减少每个用户所需的管理量来降低最初的系统购买成本和总拥有成本。
首先尝试使用3COM将这种方法作为办公生产率应用中的PC替代。在1990年代， X终端扮演了技术计算的类似作用。 Sun的瘦小客户包括太阳射线产品线。但是，随着IT员工的远程管理工具的可用性，传统的工作站和PC继续下降，而该市场却削弱了这一市场。
3m计算机
1980年代初的三个MS或一台“ 3M计算机”（由Raj Reddy和他在CMU的同事创造的高端工作站）有一个Ram的Megabyte，一个百万像素显示器（大约1000×1000 Pixels）和一个“ Megaflops ”计算性能（每秒至少一百万个浮点操作）。 RFC 782更普遍地定义工作站环境为“专门为单个用户服务的硬件和软件”，并提供其他共享资源。这至少超出了当时个人计算机能力的数量级。原始的1981年IBM个人计算机具有16 KB的内存，仅文本显示和浮点性能1 kflops （ 30 Kflops ，可选8087数学协处理器。典型的个人计算机以外的其他功能包括网络，图形加速以及高速内部和外围数据总线。
另一个目标是使价格低于一个“ Megapenny”，即不到10,000美元（相当于2022年的27,000美元），这是在1980年代后期实现的。在整个1990年代初至1990年代中期，许多工作站的成本从15,000美元到100,000美元（相当于2022年的192,000美元）或更多。
衰退
这些技术越广泛地采用到主流PC是工作站下降的直接因素：作为单独的市场细分市场：
- 极其可靠的组件：与多个CPU一起具有更大的缓存和错误校正的内存，这可能仍然是当今工作站的区别特征。尽管在现代工作站中实施的大多数技术也可以以较低的成本用于消费市场，找到良好的组件并确保它们彼此兼容，这在工作站建设中是一个巨大的挑战。由于工作站是为高端任务（例如天气预报，视频渲染和游戏设计）而设计的，因此认为这些系统必须在全部负载下运行，不间断，几个小时甚至几天，而不会出现问题。任何现成的组件都可以用于构建工作站，但是在这种严格条件下，此类组件的可靠性尚不确定。因此，几乎没有客户自己建造的工作站，而是从诸如Hewlett-Packard / HP Inc. ， Fujitsu ， IBM ， Lenovo ， Sun Microsystems ， Sgi ，Sgi， Apple或Dell等供应商购买的。
- 高性能3D图形硬件用于计算机辅助设计（CAD）和计算机生成的图像（CGI）动画越来越受欢迎在1990年代中期至主机的PC市场中，主要是由计算机游戏驱动的，从而产生了第一个官方GPU NVIDIA的NV10和突破Geforce 256 。
- 高性能CPU ：1980年代初期的第一个RISC在与CISC处理器相当成本的性能改进方面大约提供了一个数量级。英特尔的X86 CISC家族始终在市场份额和规模经济方面具有优势。到1990年代中期，摩托罗拉68040和英特尔的80486和Pentium等一些CISC处理器在某些领域与RISC具有均等，例如整数性能（以更大的芯片复杂性为代价）和硬件浮点数计算，将RISC与RISC相关联。甚至更多的高端市场。
- 浮点操作的硬件支持：原始IBM PC上的可选；直到80486DX处理器，一直保留在英特尔系统的单独芯片上。即便如此，由于其体系结构的限制，X86浮点性能滞后其他处理器。今天，即使是低价PC也可以在Gigaflops系列中性能。
- 高性能/高容量数据存储：早期工作站倾向于使用专有磁盘接口，直到1980年代中期的SCSI标准。尽管SCSI接口很快就可以用于IBM PC，但它们的价格较高，并且往往受到PC的ISA外围巴士速度的限制。 SCSI是一种高级控制器接口，适用于多任务和雏菊链接。这使其适用于服务器中，并且它对台式PC的好处大多是运行单用户操作系统的清晰度，但它是1980年代 - 1990年代Macintosh的标准配置。串行ATA更现代，吞吐量与SCSI相当，但成本较低。
- 高速网络（10 mbit/s或更高）：到1990年代初期，通常可用于PC，尽管该工作站正在追求更高的网络速度，但迁移到100 mbit/s，1 Gbit，通常可以使用10 mbit/ s网络界面。 /s和10 Gbit/s。但是，即使是非技术领域的规模经济和对高速网络的需求也大大减少了达到商品价格点的较新网络技术所需的时间。
- 大型显示器（17至21英寸）具有高分辨率和高刷新率，在1980年代末和1990年代初，PC在PC中很少见，但到1990年代末，PC在PC中很普遍。
- 大型内存配置：PC（例如IBM克隆）最初限于640 kb的RAM，直到1982年介绍80286处理器；早期的工作站具有内存的兆字节。 IBM克隆需要特殊的编程技术来解决640 KB以上，直到80386，而不是其他32位处理器（例如SPARC ），这些处理器可直接访问其几乎4 GB内存地址范围。自1990年代初以来，支持地址范围远远超过4 GB的64位工作站和服务器，这项技术刚刚开始出现在2000年代中期的PC台式机和服务器市场中。
- 操作系统：早期工作站运行UNIX操作系统（OS），类似于Unix的变体或无关的等效OS（例如VM） 。当时的PC CPU在内存容量和内存访问保护方面存在局限性，这使得它们不适合这种复杂性运行，但是这在1980年代后期也开始改变，因为带有32位80386的PC，具有集成的分类MMUS基于BSD和Linux ，在商品PC硬件上， OS/2 ， Windows NT 3.1和Unix状系统变得广泛合理和启用。
- 操作系统和硬件之间的紧密集成：工作站供应商既设计硬件，又可以维护在其上运行的UNIX操作系统变体。与Windows等操作系统相比，这允许进行更严格的测试。 Windows要求第三方硬件供应商编写稳定且可靠的兼容硬件驱动程序。同样，硬件质量（例如时机或构建质量）的微小变化可能会影响整个机器的可靠性。工作站供应商能够通过内部验证这些东西来确保硬件的质量和操作系统驱动程序的稳定性，这导致了通常更可靠和稳定的机器。
市场地位
自1990年代后期以来，工作站和消费市场进一步合并。现在，许多低端工作站组件与消费市场相同，而且价格差异缩小。例如，大多数Macintosh Quadra计算机最初用于科学或设计工作，所有这些计算机都与Motorola 68040 CPU一起，与68000 Macintoshes向后兼容。消费者Macintosh IICX和Macintosh IICI型号可以升级到Quadra 700 。 “在许多专业人士更喜欢矽图形工作站的时代，Quadra 700是一个有趣的选择，只有一小部分成本”，因为Infini-d等资源密集型软件（例如Infini-d）带来了“ Studio-extriper -extriping 3D渲染和动画”，并将其带到了家庭桌面上。 。 Quadra 700可以运行A/UX 3.0，使其成为Unix工作站。另一个示例是NVIDIA GEFORCE 256消费者图形卡，该卡催生了Quadro Workstation卡，该卡具有相同的GPU，但针对CAD应用程序具有不同的驱动程序支持和认证，并且价格更高。
工作站通常取得了CPU技术的进步。所有计算机都受益于多处理器和多核设计（本质上是模具上的多个处理器）。多核设计由IBM的Power4启用； IT和Intel Xeon具有多个CPU，更多的DIE缓存和ECC内存。
一些工作站的设计或认证仅与一个特定应用程序（例如AutoCAD ， Avid Xpress Studio HD或3D Studio Max）一起使用。认证过程提高了工作站的价格。
当前市场
RISC工作站的下降
到2009年1月，所有基于RISC的工作站产品线都已停产：
- 惠普（Hewlett-Packard）于2008年1月从市场上撤回了其最后的HP 9000 PA-RISC桌面产品。
- IBM于2009年1月2日退休了智力。
- SGI于2006年12月结束了其基于MIPS的SGI燃料和SGI TEZRO工作站的总体可用性。
- Sun Microsystems于2008年10月宣布了其上一次Sun Ultra Sparc工作站的生命结束。
2018年初，RISC工作站通过Raptor Computing Systems在一系列IBM Power9的系统中重新引入。 MAC向Apple Silicon的MAC过渡大大提高了基于ARM的RISC架构的X86-64的功率效率和尺寸效率。
X86-64
当前的大多数工作站市场都使用X86-64微处理器。操作系统包括Windows ， FreeBSD ， Linux发行版， MACOS和Solaris 。一些供应商还将商品单存储系统作为工作站推销。
这是三种工作站：
- 工作站刀片系统（IBM HC10或Hewlett-Packard XW460C。太阳可视化系统类似于这些解决方案）
- 超高端工作站（ SGI Virtu VS3XX）
- 带有高端RAM（ HP Z系列工作站和Fujitsu Celsius Workstations）上大型服务器级主板上包含服务器级CPU和芯片组的桌面系统
定义
高端桌面市场领域包括工作站，PC操作系统和组件。组件产品线可以分割，高级组件在功能上与消费者模型相似，但具有更高的鲁棒性或性能。
工作站级PC可能具有以下一些功能：