在医疗,气象等行业领域,我们时刻都可以感受到计算机图形技术所带来的便利。而在制造,广告,娱乐等企业运作中,图形工作站更多地被人们赋予生产工具的地位。通过图形工作站的使用,制造业者在做产品设计时可以完全实现无纸化办公,有力地压缩成本并提高工作效率;媒体企业做平面设计时,可以依靠图形工作站快速完成工作,新奇的创意也能够得到自由发挥;而在今天娱乐领域的每一个角落,从游戏的制作,到影视效果的加工,我们几乎都可以看到图形工作站的身影。由于市场需求和图形处理技术的不断变化,为了让企业始终保持良好的竞争力,采购一台合适的图形工作站就显得非常重要,正所谓“公欲善其事,必先利其器”!那么,在性能和价格面前,我们如何完美平衡才能选购到合适的产品呢?
组装不能代替专业
在实际调查中,我们发现目前的图形工作站市场,由于用户的预算,应用目的等方面的差异,仍然存在着类似于普通PC的两极分化现象,即行业用户普遍选用品牌产品,而中小企业或是普通用户更倾向于自己组装或是使用高性能计算机代替图形工作站。从保障相关工作正常运作的角度出发,后一种做法并不可取,原因有三:
(一)系统搭配的合理性
图形工作站是非常特殊的产品,其性能设计完全为专业应用而考虑,售价昂贵的产品在诸如高端游戏等领域甚至有可能还不如普通计算机。品牌产品从设计之初到最终产品成熟,都会有针对性地选择特殊的组件,甚至会有针对性地定制,一切都以提高计算机的图形能力作为最终目标,怎样使各组件达到最完美的协作,而不仅仅是将各组件安装在一起,这是需要大量技术和经验来完成的。而用户自行组装的工作站却没有这方面的考虑或者考虑不周全,就算是完全采用工作站的配件,比如特殊的内存,专业的图形卡等,不同厂家所生产的通用型产品也无法保证良好的兼容性,而在软硬件上良好的兼容能力却是一台合格的图形工作站所必须具备的。
(二)系统稳定性
在用户的使用过程中,图形工作站往往是一台关键性设备,其正常运作与否,直接影响用户是否能正常开展工作,因此,更多的用户将图形工作站的稳定性放在第一位。而图形工作站在其运行时,往往各部件都处于全速的状态,这样的工作环境对于其稳定性是极大的考验,自行组装的工作站在此时就可能暴露出缺陷,或者电源所提供的电压不稳定,或者配件间接触不够良好,或者系统散热不及时,这些都可能造成故障而导致手中的工作被耽误。
(三)技术支持能力
由于图形工作站专业性强和最新技术的大量使用,而用户又往往不是软/硬件方面的专家,因此,当工作站出现故障或是在使用中存在疑问时,技术支持的完善与否就非常重要了,及时,有力的技术支持能迅速排除故障,解决疑问,最大程度地减少使用者的损失,很明显,组装的工作站在这方面几乎是空白,出现问题时,用户能够依靠的,只有自己。而由此给企业带来的损失,有可能是非常巨大的。
下图中列出了品牌图形工作站和普通组装机的区别。读者可以从中看到品牌产品所具备的优势,同时也可了解到品牌图形工作站价格比较贵的原因。
从上图我们可以看到,品牌图形工作站无论是硬件配置,软件兼容性还是售后技术支持,同普通组装台式机相比都具有明显的优势,这也是品牌图形工作站售价昂贵的原因之一。
不过,由于图形工作站的特殊性,即便是品牌产品,其具体配置也千变万化,如果我们不了解这些配置对性能带来的影响,就可能造成资金的浪费或者买回来的设备不符合应用需求的尴尬局面。
图形工作站的“核心成员”
图形工作站的计算系统由CPU、主板芯片组和内存构成。
1.CPU
由于CPU是系统工作的核心,因此强大的CPU性能对于整机的影响极大。目前,在图形工作站上应用的CPU主要是Intel和AMD两大处理器供应商的产品,分别为Xeon和Opteron两大类,并且开始支持64位计算,当然也有例外的情况,比如在某些入门级工作站中也有采用高频奔4处理器的,而某些高端产品中也有使用特殊的RISC架构的处理器。Intel和AMD两家公司的产品各有千秋,在多任务处理和软件支持等方面,Intel处理器略有优势。Xeon处理器目前最高频率已达到3.6G,并且已开始出现双核产品,其搭配的主板芯片组在兼容性方面经过了较长时间的考验,许多大工作站厂商采用的Xeon处理器系统通过了一些最主要专业软件厂商的兼容性认证,保证了良好的兼容性,这是其最大的优势。Opteron处理器最近两年才异军突起,性能上和Xeon难分伯仲,而价格上却很有优势。但由于面世时间不久,软件厂商针对该类处理器的优化相对滞后,使其在应用中性能得不到最大程度的发挥,并且兼容性也受到一定影响。因此,该处理器大多出现在为特殊应用而定制的机型上,并且在其中有着优秀表现。
2.主板芯片组
主板是计算机中最基本、最重要的一块电路板,是计算机中其他器件赖以生存和相互通讯的一个平台。与台式机相比工作站作为高性能的专业计算机,其主板的做工要求更加精良,工艺要求更高,对兼容性、稳定性的要求更加严格。在主板上的各种芯片中,由南/北桥芯片构成的芯片组起着关键的作用,CPU和内存以及其他设备间的通讯,系统和外围设备的通讯,设备间的数据交换等都需要由南/北桥协同工作来实现。同时,优秀的芯片组还能保证系统各组件的良好协调以最大程度地发挥系统性能。目前Intel平台多采用E7525芯片组,该产品和以往产品相比最大的特点就是增加了对PCI Express x16的支持,并且支持双显卡的SLI模式,系统的图形性能优势显露无疑。AMD 8000芯片组结构要特殊一点,它包括了AMD-8111芯片(控制HyperTransport I/O集线器);AMD-8131芯片(控制HyperTransport PCI-X通道)和AMD-8151芯片(控制HyperTransport AGP3.0图形通道)。该芯片组中比较吸引人注意的是其特有的HyperTransport技术,该技术所提供的高带宽使整个系统的传输量、RAS功能和数据管理功能均能得到很大提高。
3.内存
图形工作站的内存一般都采用ECC内存, ECC(Error Checking and Correcting,错误校验与纠正)是一种纠错机制,它时刻检查数据传输的完整性,不仅能探测出每位内存的错误,还可以纠正该错误,从而减少系统因为数据纠错而产生的延迟,是提高工作站容错能力和系统工作效率的有效手段之一。目前的图形工作站中,Xeon系统普遍采用DDR2内存,而Opteron系统仍然采用DDR内存,两种内存相比较,在现阶段DDR2内存并没有因为技术的先进而取得太大的性能优势,其性能大致和DDR内存持平,甚至在某些方面还不如DDR内存。
4、图形子系统
图形工作站所采用的专业图形加速卡是其灵魂所在。也几乎成为了图形工作站区别于其他计算机的最大标志。从某种程度上来说,在图形工作站上它的重要性甚至超过了CPU。与针对游戏、娱乐和办公市场为主的消费类显卡相比,专业显示卡主要针对的是三维动画软件(如3DS Max、Maya、Softimage|3D等)、渲染软件(如LightScape、3DS VIZ等)、CAD软件(如AutoCAD、Pro/Engineer、Unigraphics、SolidWorks等)、模型设计(如Rhino)以及部分科学应用等专业应用市场。并针对这些专业图形图像软件进行必要的优化,因此有着极佳的兼容性。
普通家用显卡主要针对Direct 3D加速,而专业显示卡则是针对OpenGL来加速。OpenGL(Open Graphics Library开放图形库)和微软所提供的DirectX同属于图形API,但应用范围不同,OpenGL是目前科学和工程绘图领域大量使用的图形技术标准。最初由SGI公司提出,并随后得到了广泛支持。OpenGL注重快速绘制2D和3D物体用于CAD、仿真、可视化技术和虚拟现实技术中。它是一个开放的三维图形软件包,独立于窗口系统和操作系统,能十分方便地在各平台间移植,具有开放性、独立性和兼容性三大特点。当然在OpenGL之外,还有其他更为专业的图形API,但大多仅仅使用在特殊领域。
同时专业图形卡的优势还在于对专业应用软件性能和兼容性方面的优势。相对于普通游戏卡来说,专业图形卡的驱动程序一般都是针对专业软件而进行优化的,对于最常用的应用软件如AutoCAD、3Dmax等提供有专门的优化驱动程序,而且针对市场上主要的应用软件具有优化的选项,以解决兼容性方面的问题。虽然专业卡一般比普通显卡贵一些,但却是必需的,因为非专业图形卡在稳定性、兼容性方面可能造成的问题所带来的损失远远超出专业图形卡与普通显卡之间的价格区别。
目前专业显卡厂商有3DLabs、NVIDIA和ATI等几家公司,3DLabs公司主要有“强氧(OXYGEN)”和“野猫(Wildcat)”两个系列的产品,是一家专注于研发、制造专业显卡的厂家,其产品走高端路线的较多。NVIDIA公司主要业务在普通家用显卡市场,专业显卡领域近几年才开始涉足,但凭借其雄厚的技术力量,其Quadro系列显卡在专业市场也取得了很大的成功,但大多为中低端产品。ATI公司同样也是涉足专业显卡时间不长,在收购了原来“帝盟(DIAMOND)”公司的FireGL分部后,才开始推出自己的专业显卡,目前FireGL同样也有不俗的表现,市场定位和Quadro系列类似。市场还有艾尔莎、丽台等公司也在生产专业显卡,但其并不自主开发显示芯片,而是采用上面三家公司的显示芯片来生产自有品牌的产品。
5、磁盘子系统
图形工作站的磁盘子系统主要包括硬盘驱动器及其附属的适配器。在工作过程中,CPU和图形加速卡需要持续不断、大流量地与硬盘进行数据的交换,为了保证计算的速度、稳定性和正确性,有必要选择高性能的磁盘子系统。在当前工作站的磁盘子系统中应用最多的是RAID技术和SCSI系统。
冗余磁盘阵列(RAID,Redundant Array of Inexpensive Disks)通过把多个磁盘驱动器连接在一起协同工作,不仅提高速度,同时磁盘系统的可靠性也可提高到接近无错。RAID共有RAID0-RAID5和RAID10七种模式,其中工作站常用的有RAID1、RAID5、RAID10三种模式。
小型计算机标准接口(SCSI,Small Computer standard Interface)是一种智能化的接口,完全通过独立的高速SCSI总线来控制数据的传输,对CPU资源的占用很少,特别适合于并发数据的请求处理。它能够最大限度地减少寻道时间,因而在并发数据的处理中具有极佳的性能。SCSI接口通常应用在对数据传输能力和安全性能要求较高的服务器和工作站系统中。目前图形工作站多采用Ultra3/160M SCSI控制器配合大容量、大缓存高速SCSI硬盘(15000RPM)。
在对图形工作站的硬件系统有所了解后,我们就可以在此基础上开始考虑采购的事情了,不过,图形工作站大都价格不菲,对于中小企业而言,采购费用将是笔不小的开支,因此,采购之前我们还需要“三思”!
图形工作站的采购之道
面对市场上各种配置优良、性能出色的图形工作站,哪一款才是最适合您的呢?而图形工作站由于其特殊性,价格差异非常之大,目前各大厂家推出的图形工作站价格从几万元到几百万元都有,如果盲目采购,将会给企业造成巨大的资金浪费!其实选择一款合适的工作站产品,最关键的是要和您的应用紧密结合。而采购人员应该从哪些方面去考虑呢?
第一:应用软件决定硬件配置
图形工作站是应用最专业的一种计算机,这种专业性就体现在相应的专业软件上。这些专业的软件目前有几十甚至上百种,根据应用对象,大体可以分为高中低三个档次。不同档次的软件对工作站档次的要求不同,而且同一档次的不同软件由于其特点不同,所以要求工作站也需要有不同的特点。企业在选购工作站时,首先应先确认采用何种应用软件,其次根据应用软件确定工作站类型,同时根据软件具体特点确定工作站硬件具体配置。
第二:工作性质
由于图形工作站的专业特性,使其价格与PC相比相去甚远,往往是普通PC的几倍甚至几十倍。因此,用户应该根据实际需要量力而行,一般的三维CAD零件设计、简单三维动画制作对工作站的性能要求不是很高,用户可以选择入门级图形工作站,而主流的3D CAD/CAM、工程分析计算、仿真模拟、复杂三维动画的创作对于系统的性能,稳定性有着较高的要求,用户可以考虑选择中高端图形工作站。
一般来说,品牌产品在其配置中并不提供显示器,因此,用户需要根据自己的实际使用情况,选购合适的显示器。大尺寸的显示器能够容纳更大的工作区域,起到事半功倍的效果,因此19英寸或者21英寸的CRT显示器比较适合图形工作站,并且能够适应一些专业软件的使用。对于需要处理结果输出的工作站,显示器的选择就更为重要,如果选用一般的显示器,由于性能的限制,在色彩方面,很可能造成在显示器上调制好的色彩而在实际输出时却不一样,虽然能够通过应用软件进行一定的调节,但无法达到理想的效果,优良的显示器才能保证设计样本和输出样本间尽可能小的色差,最大程度地做到“所见即所得”,目前,LCD的技术还不十分完善,色彩表现力较CRT显示器弱,因此,不建议采购LCD显示器作为图形工作站的输出设备,建议选择采用SONY特丽珑或者三菱钻石珑的大屏幕显示器。这两类显示器在色彩还原能力,图象精细度等方面非常优秀,是专业显示器的首选。其中,特丽珑显示器色彩偏暖,而钻石珑显示器略为偏冷,用户可以结合实际情况进行选择。
第三:应用可扩展性
同其他计算机设备一样,用户在选购产品时还应该考虑到产品的可扩展性,特别是中小企业用户,企业的快速成长使得设备需要具备足够的潜力以应付未来可能出现的高要求任务,从而最大程度上为企业减小设备升级压力。要满足这一点,所选购的图形工作站的主板应该具备一定的升级能力,比如可以增加CPU,内存的数量,具备先进的数据总线而使图形卡的升级变得可能等等。
第四:良好的技术支持
选择一套性能超群的图形工作站,硬件质量保证、兼容性、稳定性等方面都是必须的。 除此以外,因为新技术来的快,用户使用中往往不能参透其中细节,好多性能没有充分发挥,再好的产品往往在使用上性能也可能会打折扣。因此,完善的技术支持平台,也是性能是否发挥的关键。这就要看厂商是否能及时提供相关支持、迅速解决问题、帮助用户提升系统性能。
典型产品推荐
图形工作站由于应用目的的不同,其配置上的差异非常大,譬如有的高端专用产品装配的内存容量就达到256T(1T=1024G),而有的入门级产品看起来和普通pc配置上没什么差别,在众多的生产厂家中,SUN和SGI主要生产高端和专用性产品,而我们平时所熟知的IBM,HP等厂商一般生产入门级和通用性产品,对于中小企业而言,这类产品是最适用的,当然,IBM也生产高端产品,但并不以其为主要业务。在此,我们结合中小企业的实际应用需求,向大家推荐几款中低端及入门级产品,并列出参考价格,其中,视配置不同价格会有所浮动。
IBM Zpro 6221系列 44000元左右 (不含显示器)
IBM在产品开发上长久的积淀使其具备相当的实力,这一点也完全体现在其图形工作站产品上,高稳定性,完善的技术支持,优秀的系统结构设计,是IBM图形工作站最大的特点, Zpro 6221系列便是其目前主推的代表之作。
6221系列定位于中端,产品可扩展性好,用户可在适当时机增加CPU数量或者添加内存,配置灵活,从高性能2D平面图形卡到顶级3D图形卡,用户在购买之初都可根据需要选购。64位I/O 架构消除了系统的I/O瓶颈,保证系统的高效运转。Ultra320 SCSI,PCI-X等接口在提供高性能的同时也保证了系统良好的可升级性。通过Red Hat? Enterprise Linux? WS 3兼容性测试也足以证明其良好的软件兼容能力
联想 补天 A6600 17000元左右(含17英寸crt显示器)
作为立足本土,并开始走向国际化的联想来说,其产品的可靠性和方便快捷的售后服务令人称道,从配置上来看,补天 A6600是一款入门级图形工作站,整机配置接近于一台高性能PC,而Quadro FX540专业显卡的存在使其图形工作站的地位无庸置疑。Quadro FX 540是一款性比价都出众的入门级专业显卡,拥有HDTV接口和Intel PCI-E高速数据接口,提供 HD Component/S-Video10-pin 高清晰数字电视(HDTV) 输出接口,支持色差 (YPrPb) 、 S-Video 、Video-OUT。为专业影视制作、医疗成像、仿真实境和任务预演等任何3D应用提供强悍的支持。配备的16 X? PCI-E高速数据传输接口提供了比AGP 8X绘图总线高出一倍的频宽,并且拥有良好的可升级性。
HP Xw9300 20000元左右(不含显示器)
HP公司在图形工作站领域有着多年的研发,制造经验,其产品性能不俗,可靠性高。Xw9300 是我们此次推荐产品中唯一一款采用AMD Opteron? 200 系列64位处理器的。该处理器所拥有的超高带宽的HyperTransport总线使得系统数据交换能力更为强大,CPU性能因此获得极大提升。而双路处理器的使用更使Xw9300在专业图形软件应用中游刃有余。同时其采用的NVIDIA nForce Professional 芯片支持双 PCIe x16 显卡,系统可由此获得强悍的图形性能,4 个串行 ATA II (SATA II) 磁盘接口通道则使系统的存储性能让人放心。
Dell PrecisionTM?670 20000元左右(不含显示器)
用料扎实,服务完善,可靠性高,一直是DELL产品的特色,凭借高性价比的优势,DELL的图形工作站也保持了相当的市场占有率,其目前主推的Dell PrecisionTM?670型工作站采用2.8G的双核处理器,并且支持EM64T技术。高达1TB的串行ATA存储,支持集成RAID 0和1,完美兼顾到速度和安全性,同时高达1.2TB(4x300)的Ultra 320内部SCSI存储能力使得海量数据的备份变得更加轻松,
Sun Java Workstation W2100z
40000-64000左右(不含显示器,价格视配置不同而浮动)
在图形工作站业界,SUN算得上是一个老牌厂家了,这也使其产品的专业味道非常浓厚,W2100z具有很强的跨平台能力,在 Solaris 操作系统、Linux 和 Microsoft 上均能向用户提供极佳的 X64 计算性能,两个 AMD Opteron 200 系列处理器使得人们对其运算能力充满信心, 最高可达16 GB的内存使得用户的工作将像玩扑克牌一样轻松。同时,在存储系统,图形加速卡,显示器等方面,SUN为用户提供了多种方案以备选择,从入门级到顶级需求,都可充分满足。不过SUN在国内的渠道建设似乎还不够完备,用户在购买时应该先确定售后服务是否能做到方便快捷。
航天联志Asino 3150T 价格:8000元
Asino 3150T采用英特尔P4 3.0GHz以上处理器,800MHz前端总线,1024KB二级高级缓存,支持超线程技术,增强了该款机型在多任务环境下的系统性能;集成双通道的SATA控制器,不仅提高了数据的读写速度(数据传输率可达到150M/S),而且极大地提高了数据的安全性;提供6块SCSI的硬盘位,为系统的后期升级预留了空间,给系统的存储空间扩展带来了有力的保障。随即还赠送服务器管理软件,简化了服务器的管理和维护工作,给中小企业用户提供了高性能、稳定可靠、高扩展性、易使用性于一身的超强机型。Asino 3150T是一款采用服务器工业标准设计的入门级服务器产品,具有服务器的高性能和高扩展性的特点,具有极高的性价比,是中小企业成长过程中的首选。
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