За время своего существования термин workstation так и не получил чёткого определения — максимально точного и подходящего к любому оборудованию этого класса. Однако это не мешает выделить признаки, характерные для рабочей станции и нехарактерные для настольного ПК.
Рабочая станция (workstation) — это профессиональный компьютер, предназначенный для научно-инженерных исследований и расчётов, обработки изображений, звука и видео, систем автоматизированного проектирования (САПР) и моделирования, географических информационных систем (ГИС) и других узкоспециализированных задач.
Как правило, его мощность и функциональные возможности избыточны для повседневных задач обычных пользователей, при этом они необходимы при использовании специализированного ПО с высокими аппаратными требованиями. Рабочие станции — это профессиональный инструмент специалистов в области САПР, дизайнеров, разработчиков, мультипликаторов, видеомонтажёров и фотографов.
Отличия рабочей станции от ПК
За время своего существования термин workstation так и не получил чёткого определения — максимально точного и подходящего к любому оборудованию этого класса. Однако это не мешает выделить признаки, характерные для рабочей станции и нехарактерные для настольного ПК, вне зависимости от его принадлежности к тому или иному ценовому сегменту.
1. Надёжность, мощность и оптимизация под ПО
Рабочая станция — это вычислительная машина, которая обеспечивает оптимальную производительность и максимальную функциональность в профессиональных приложениях. При использовании обычных ПК для выполнения ресурсоёмких задач возможны задержки и подтормаживания, в то время, когда на системах класса workstation они исключены.
Столь большой прирост в производительности обеспечивает мощный центральный процессор, большой объём памяти, профессиональная видеокарта, сетевой контроллер с высокой скоростью передачи данных и другие особенности. По причине высоких требований к надёжности в состав таких компьютеров входят компоненты, прошедшие тестирование и рассчитанные на бесперебойную работу в течение длительного срока эксплуатации.
2. Поддержка памяти с коррекцией ошибок (ECC)
В отличие от обычной (non-ECC), такая память автоматически обнаруживает и устраняет ошибки битов. Это обеспечивает защиту системы от некорректной работы из-за неисправных RAM-модулей и снижает риск её критического отказа.
Память с коррекцией ошибок стоит дороже обычной, равно как и процессоры и системные платы, которые её поддерживают. Эти модули используются только в компьютерах, которые должны обеспечивать бесперебойную работу, — то есть серверах и рабочих станциях.
3. Поддержка многопроцессорных систем
В состав многих компьютеров класса workstation входят микропроцессоры линейки Intel Xeon. В отличие от семейств Core, Pentium и Celeron, они поддерживают многопроцессорные системы и применяются только в серверах или рабочих станциях.
Отметим, что эта особенность не является признаком всех систем workstation — есть и конфигурации с достаточно мощными Core i5, i7 или i9. Они не бывают многопроцессорными, при этом не теряют право называться рабочими станциями.
4. Надёжность дисковой подсистемы
Она обеспечивается резервированием накопителей в составе RAID-массива. При использовании этой технологии данные записываются сразу на несколько дисков, что снижает вероятность их потери при выходе из строя того или иного диска.
Заметим, что RAID-массив можно создать и на многих настольных ПК — для этого достаточно системной платы с поддержкой технологии (или контроллера) и нужного количества накопителей. Однако именно на рабочих станциях и серверах её использование полностью оправдывает вложенные средства.
5. Профессиональная графическая подсистема
Видеокарты профессионального уровня (например, nVidia Quadro) отличаются от обычных игровых (например, nVidia GeForce) сертификацией соответствующих приложений, высочайшей стабильностью драйверов и их оптимизацией с учётом решаемых задач.
Кроме этого, только профессиональные видеокарты имеют дополнительные возможности, доступные в прикладных приложениях. Рабочая станция с сертифицированным графическим чипсетом — это гарантированно высокая производительность и оптимальное распределение задач между центральным и графическим процессорами.
Компоненты рабочей станции
Подобно настольному ПК, компьютер класса workstation представляет собой системный блок с установленными компонентами. В их числе:
Материнская плата, которая служит основой для построения компьютерной системы. От неё зависит количество процессоров и максимальный объём оперативной памяти, которые могут быть установлены в корпус рабочей станции.
Центральный процессор, который выполняет команды, арифметические и логические действия, а также все задачи, так или иначе связанные с передачей данных. От него зависит общая производительность компьютерной системы.
Оперативная память, в которой хранятся машинные коды исполняемых программ и данные, обрабатываемые процессором. От её объёма зависит производительность компьютера в ресурсоёмких приложениях, а также степень комфорта при работе с системой.
Корпус, представляющий собой закрытое шасси для компонентов, в котором они защищены от внешних воздействий и могут работать в оптимальном температурном режиме. Его выбор определяет габариты компьютерной системы, возможность установки дополнительных дисков, соответствие дизайну помещения и другие факторы.
Блок питания, который обеспечивает энергоснабжение всех компонентов, входящих в состав рабочей станции: системной платы, процессора, видеокарты, дисковых накопителей и других устройств. Хорошо, когда этот компонент имеет некоторый запас по мощности, отличается высокой энергоэффективностью и низким уровнем шума.
Накопители, которые используются для хранения данных и устанавливаются в предназначенные для этого отсеки в корпусе системного блока. Количество, тип и объём этих устройств зависят от требований к дисковой подсистеме рабочей станции. Когда их объёма достаточно, пользователю не приходится экономить дисковое пространство или пользоваться внешними устройствами хранения данных.
Видеокарты, которые служат для вывода изображения на экран и принимают участие в его формировании, снимая таким образом нагрузку с центрального процессора. Чем она мощнее, тем производительнее система в задачах, в той или иной степени связанных с 3D-графикой.
Критерии выбора
Настольная рабочая станция — это компьютер с мощным центральным процессором (от минимального Core i5 до мощнейшего Xeon Platinum), ECC-памятью DDR4 и, как правило, профессиональной видеоплатой nVidia Quadro или AMD FirePro. Для рационального выбора следует учитывать все критерии необходимого вида рабочей станции.
Форм-фактор
Большинство настольных рабочих станций выполнены в вертикальном форм-факторе с общим обозначением Tower. Их вид Miditower способен вместить стандартную системную плату ATX, несколько накопителей и, как правило, шесть карт расширения. Также есть меньшие по высоте корпусы Minitower, рассчитанные на установку платы microATX.
Помимо моделей башенного типа, также бывают рабочие станции в корпусах типа:
- Mini PC — компактные и расположенные в горизонтальной плоскости;
- Monoblock — совмещённые с монитором и занимающие минимум места;
- Desktop SFF — малого форм-фактора, располагаемые в горизонтальной плоскости.
Центральный процессор
Подобно серверам, многие компьютеры класса workstation комплектуют одним или двумя процессорами Xeon разных линеек. Модели серии E позиционируются для систем начального уровня, W — для большинства рабочих станций, масштабируемые Platinum — для профессиональных задач, требующих исключительно высокой производительности.
Также встречаются системы с процессорами для настольных ПК массовой категории — Intel Core i5, i7 или i9. Они подходят для многих профессиональных задач, при этом используются только в однопроцессорных рабочих станциях без возможности установки второго CPU.
Оперативная память
Все современные рабочие станции используют ОЗУ стандарта DDR4 либо SODIMM DDR4 (моноблоки и системы форм-фактора Mini PC). Минимально рекомендуемый объём — 8 Гб, для оптимального выбора следует отталкиваться от аппаратных требований используемого ПО. В большинство систем можно добавить дополнительные модули памяти, если базового объёма недостаточно для комфортной работы.
Дисковая подсистема
В состав большинства рабочих станций, за редкими исключениями, входят сразу два накопителя — SSD (на микросхемах флэш-памяти) и HDD (на магнитных дисках). Первый из них обеспечивает высокую скорость чтения и записи, второй — более внушительный объём дискового пространства.
Соответственно, на SSD-накопителе расположена операционная система и программное обеспечение, а данные хранятся на более медленном, но ёмком HDD. Такое распределение задач позволяет работать с комфортом и не испытывать нехватки свободного места на диске.
Наиболее распространённый объём SSD-диска — 256 Гб (достаточно для большинства задач), HDD — 1 Тб и выше. Меньшие значения этих параметров можно рекомендовать только в том случае, если большая часть данных хранится в облаке.
Графическая подсистема
В зависимости от назначения, можно выбрать рабочую станцию с интегрированным или дискретным видеоадаптером. Первый вариант — способ сэкономить средства, когда 3D-производительность не является важным критерием. В остальных случаях рекомендуются системы с профессиональными графическими платами. Самые мощные рабочие станции комплектуются двумя высокопроизводительными видеокартами.
Как выбрать рабочую станцию в зависимости от задач
Когда речь заходит о выборе узкоспециализированной системы класса workstation, понятия «универсальная конфигурация» не существует. Важно всё — и производительность, обеспечиваемая нужными компонентами, и функциональность в профессиональных приложениях, и доступность нужного дискового пространства, и многое другое.
Для систем автоматического проектирования (САПР)
Процессор. Для CAD он (или они) должен иметь частоту от 3 ГГц или выше. Необходимое количество процессоров (1 или 2) и ядер определяется количеством и ресурсоёмкостью задач, а также нагрузкой, создаваемой другими приложениями, например, браузером и антивирусом.
Память. Для эффективного использования систем автоматизированного проектирования требуется не менее 8 Гб ОЗУ. Из них 4 Гб необходимы для работы ОС и САПР и 2-4 Гб — для открытых окон браузера и других задач. К полученному значению также стоит прибавить полный объём памяти видеоадаптера.
Видеокарта. Для CAD оптимальным выбором будут профессиональные модели nVidia Quadro. При этом модели P400, P600, P620, P630, P1000 подойдут для небольших проектов, P2000, P4000, P4200, P5000, P5200 и P6000 — для более крупных.
Диск. Этот компонент должен быть быстрым, если планируется работа с файлами большого объёма, для которой характерна интенсивная передача данных через оперативную память. При этом ёмкость накопителей можно увеличивать по мере роста потребности в свободном пространстве — необязательно сразу выбирать модель с самым дорогим SSD-диском.
Для видеомонтажа и обработки фотографий
Процессор. Для комфортной работы в Adobe Premiere Pro, Pinnacle Studio, Sony Vegas Pro и других популярных программах рекомендуются модели с максимальным количеством ядер. В зависимости от бюджета, можно выбрать однопроцессорную систему с 4-16 ядрами. Максимальные комфорт и скорость выполнения операций обеспечит двухпроцессорная конфигурация с 32-ядерными CPU. В свою очередь, для Adobe Photoshop и близких по функциональности приложений часто хватает и бюджетного двухъядерного процессора с частотой от 2 ГГц и выше.
Память. Если принимать во внимание системные требования программного обеспечения для видеомонтажа, то минимально комфортным значением этого параметра будет 8 Гб. С 16 Гб памяти процесс будет более комфортным, а при работе с разрешением 4K стоит сразу установить 32 Гб или больше.
Видеокарта. Для видеомонтажа и обработки изображений этот компонент не является особенно важным. В этом случае графическая карта используется для видеоэффектов, режимов масштабирования, наложения и других задач, не требующих высокой 3D-производительности. Соответственно, если видеомонтаж или обработка фото — единственная задача, то можно обойтись интегрированным чипсетом.
Диск. Минимально необходимый объём пространства для любого современного компьютера составляет 1 Тб. Меньший размер — 512 Гб — допустим при активной работе с облачными сервисами, когда накопитель используется в основном для операционной системы. Установка SSD в качестве системного диска увеличит скорость дисковых операций и сделает работу более комфортной.
Для звуковой студии
Процессор. Для комфортной работы в профессиональных программах рекомендуется выбрать модель с высокой арифметической мощностью, зависящей от количества ядер. Оптимальный вариант — Intel Xeon с 12 или более ядрами.
Память. Объём, минимально необходимый программам для работы со звуком, — 8 Гб. Память общим размером 16 Гб и выше обеспечит более комфортную работу с профессиональными приложениями и позволит использовать другое ресурсоёмкое ПО.
Видеокарта. Для звуковой студии обычно рекомендуют платы с пассивным охлаждением, которые отличаются полным отсутствием шума. Также крайне важно, чтобы к компьютеру была возможность подключать два монитора.
Диск. По этой части рекомендации те же — для системы желательно использовать быстрый SSD, для хранения данных — стандартный накопитель на магнитных дисках. HDD с небольшими оборотами будут предпочтительнее, поскольку имеют меньший уровень шума.
