图形工作站和PC的区别

图形工作站和PC的区别

随着PC硬件的飞速发展，目前桌面PC的性能越来越强。在CAD（计算机辅助设计）/CAM（计算机辅助制造）/DCC（数字内容创作）等设计领域，使用高端PC代替专业图形工作站来进行设计的情况并不少见。虽然PC可以应付一般的设计应用，但是常会遇到系统运行缓慢，三维图形显示错误或者系统资源耗尽等多种问题。这时候如果换用一款专业的图形工作站，就可以最大可能的避免这些问题，使工作效率大大提高，节省创作中需要耗费的时间。“工欲善其事，必先利其器”，有了合适的工具，才能使创作灵感无限释放。那么工作站为什么可以达到这种效果呢？下面来看一下工作站和PC的几点主要区别：

1、CPU处理性能要求不同：三维图像处理过程由创建三维模型及执行几何运算开始。一个完整的三维图像处理过程可分为物理运算、几何转换、剪切及光效、三角形设定和像素渲染四个阶段，其中需要进行大量的浮点运算（包括物理实体、几何转换、剪切、光效，以及三角形设定）和整数运算（包括三角形设定和像素渲染）。3D图形最终的渲染是由CPU完成的，这就需要CPU具有强劲的运算能力。如果建立一个大型的3D模型，单颗处理器的运算能力无法完成，这就需要双路甚至多路处理器的支持。而桌面处理器只支持单颗工作，在一般的图形制作中还可以胜任，在大型3D模型的建立中就有些不堪重负了。所以在工作站中应用的处理器一般是支持双路或者多路工作的服务器处理器，比如英特尔的至强处理器、AMD的皓龙处理器等。

2、芯片组平台不同：在计算机系统中，处理器的性能并不能决定一切。主板芯片组的性能同样决定着整个系统的性能。在上文中提到，工作站一般采用性能更为强劲的服务器处理器，而要充分发挥处理器的性能，需要适当的芯片组作为搭配。应用于工作站领域的芯片组一般支持双路处理器，相对于普通PC主板芯片组具有更高的前端总线，支持更大容量的内存并且支持多通道内存技术，这样可以提供更大数据吞吐量。同时，芯片组的性能也关系着专业图形的能力。

3、内存技术和容量不同：由于工作站需要长时间工作，对于系统的稳定性要求非常高。而内存如果出现错误，产生的后果是非常严重的。所以在工作站上一般应用了ECC技术，ECC被称作错误检测和纠正，可以检测1位或者4位数据错误，并且进行纠正。这样能有效避免随机出现的内存软错误，保证系统的高度稳定性。除了ECC技术之外，现在工作站内存也应用了全缓冲技术，可以串行的进行数据传输，提高了数据传输速度，并且显著提高了数据传输带宽。而桌面PC系统是不应用ECC技术和全缓冲内存技术的。在内存容量支持上来说，工作站可以支持比PC大的多的内存，比如HP去年年底发布的HP xw8600工作站，最大内存可以支持32GB。

4、存储系统不同：目前普通PC上应用的硬盘接口一般为IDE或者SATA接口，硬盘转速一般为7200转；而工作站上更多的采用SCSI或者SAS接口硬盘，转速一般可以达到10000转或者15000转，并且可以组建磁盘阵列如RAID0/1模式。这样来看磁盘系统性能的优势相对于PC是非常明显的，可以提供非常高的数据存取速度，并且可以实现数据的冗余容错。随着硬件的快速发展，计算机系统中处理器、内存的速度得到了大幅的提升，最终系统的瓶颈就落在了存储系统上，工作站上高速存储接口的应用和磁盘转速的提升，对工作站整体性能的提升是不言而喻的。

5、显示系统不同：作为主要承担图形处理任务的图形工作站，显示系统至关重要。在工作站上安装的专业显卡和民用的普通显卡具有很大区别。首先，专业显卡与普通显卡的侧重点不同。普通显卡的主要目的是很好地运行各种OpenGL和Direct3D游戏，在全屏幕下表现渲染好的三维图形，其主要追求游戏运行的流畅度，而不是精度和模型的复杂度。专业显卡的主要目的是高精度地显示各种复杂的、大规模的三维模型，而且需要显示复杂的线框模型，在一些DCC和CAD/CAM应用中，几何和光线处理的要求也很高。不同的功能侧重使得专业显卡和普通显卡的硬件设计完全不同。其次，普通显卡的驱动程序虽然也支持OpenGL，但其仅支持游戏软件常用的OpenGL子集。专业显卡由于需要运行专业应用软件，因此它必须支持OpenGL全集。这种差别使得许多高

档普通显卡在运行专业软件时性能并不高。

6、操作系统不同：在普通PC应用中，为了追求更为广泛的软件兼容性，即使硬件平台为64 位，用户也一般会安装32位操作系统。而在工作站应用领域则不同，工作站需要更大的内存，而32位系统能够识别的内存容量仅为3GB左右。而64位操作系统可以支持128GB的内存，并且64位操作系统可以同时处理更多的数据，允许工程师创建更大、更复杂的模型，同样，通过64 位计算，数字内容创作者（包括三维动画设计人员、数字艺术家和游戏开发人员）可以大大减少以数字方式呈现三维模型所用的时间。

7、软件驱动支持不同：对于图形工作站来说，其驱动一般经过独立软件设计商ISV的认证，使显卡等硬件可以更稳定更流畅的运行专业应用软件。并且，工作站整体硬件经过测试，可以完全兼容CAD/CAM/DCC等设计软件，比如HP给出了其工作站完全兼容的软件列表，能够保证这些软件稳定的运行。

专业图形工作站选购指南

泡泡网专业显卡频道11月17日“飞雪连天射白鹿，笑书神侠倚碧鸳”，金庸先生几部我们再熟悉不过的武侠经典，虽然近年来一次次在荧屏上被轮番糟蹋，让众多拥趸跳脚骂娘。但抛开雷人的对白、荒唐的角色不说，单单就视觉效果而言，近几年武侠电视剧的进步还是明显的，虽然还有人念念不忘83版射雕的经典，但刀光剑影、飞檐走壁的新版还是让“东邪西毒，南帝北丐”看起来更像绝顶高手，也还是更能为我们带来更多的乐趣。毕竟，技术进步的大潮势不可挡！

剧本和创意的匮乏，使得从电影到电视剧，甚至到各类综艺节目无一不靠更华丽的视觉特效来俘获观众。而国家亦将创意产业作为国民经济发展的新支柱，加大扶持力度，包括动漫产业在内也迅速发展。多方面的合力换来了三维动画师这个新兴行业的蓬勃发展，年轻人对这些非传统领域的就业机会也有更高兴趣，至少“三维动画师”听起来更多了层浪漫的味道。

产业的需求与自身的愿望是契合了，但我们年轻的动画人是否真正做好了准备，为了你的事业和未来奋斗终身呢？貌似我听到了恳切鉴定的回答，真的么？是的，你要学习图形技术、要学习专业软件操作、还要学习美术基础，但仅仅有这些就足够了么？

俗话说“工欲善其事，必先利其器”、“没那个金刚钻，别揽那个瓷器活”，我们那些还在校园里努力，或者在成功道路上蹉跎着的中国未来的伟大三维动画师们，你们的利器是什么？你们的金刚钻又在哪？

每个三维师都应该拥有一部自己的工作站

毫无疑问，三维动画师们手中最锋利的武器就是那传说中的——图形工作站！

可能很多初入这个行业，甚至还在象牙塔里锻造金身的朋友尚满足于在自己那台PC上涂涂画画，渲染几个简单的小视频，第一次听到图形工作站这个概念的时候，心不在焉的问一句：“那是个啥？”

以为自己这台看似冠绝于宿舍甚至朋友间的高配置PC就能描绘出世界的一切！殊不知一台专业图形工作站的威力，足可甩开任何顶级配置PC机N条街！那图形工作站到底有什么作用？好处又在哪里呢？

从名称看，图形工作站就是专门用于图形创作的高性能电脑。无论你是要运行PhotoShop描绘一幅灿烂秋景，还是要通过3DsMAX或MAYA制作一段威震天和擎天柱的生死大战，图形工作站都能顺畅快速的帮你完成。当然，这台“电脑”绝对不仅仅要有超群的性能，更拥有普通PC无法企及的稳定性和专业兼容性！甚至于稳定性和兼容性的要求要远远超过对性能的要求！你能忍受你吃饭的筷子，在奋力的夹着一块东坡肘子马上就要放到嘴里的时候，断了。你心疼的不会是那双筷子，而是肉！

大体了解了图形工作站是干什么的，那使用它会有什么好处呢？第一，它快。快的定义有很多种，对于图形工作站而言，在专业的图形软件中表现出速度优势才是根本！而专业工作站能做到这一点的最重要问题就是采用了像QUADRO这样的专业显示卡，通过在硬件和驱动上的全面优化和功能提升，达到普通PC和普通显卡无法企及的专业软件应用速度。当然，一些高端的图形工作站也会配备多颗CPU和超大的内存，使得整体运行速度再次提升。第二，它踏实。这个踏实包含了两层意思，第一是它运行稳定，从主板、内存、显卡、处理器等各个硬件方面，都经过了严格的稳定性测试，从源头作出保证；其次，最重要的专业图形软件兼容性方面，工作站通过使用专业显卡和对应的专业驱动来达成。因为专业显卡驱动都会经历长时间的测试，并通过各主要专业软件公司的认证！一打开QUADRO的专业驱动面板，一堆认识的不认识的专业软件优化项目足够你乍舌！

大卸八块，图形工作站组成面面观

其实，传说中的图形工作站也并不复杂，如果从整体看，可分为两大部分。

●第一部分:运算部件

说的更通俗一点，就是主机部分或者说机箱里面的配件。图形工作站如果仅仅从外表看，和普通PC并无明显区别，但内涵却完全不同。我们以某品牌图形工作站来举例说明。

1、处理器。对于图形运算领域，甚至是其它专业应用领域，很少会选择桌面级处理器，而普遍选择专门为高负荷应用环境打造的XEON（至强）处理器。XEON处理器往往拥有比桌面级产品更大的缓存，更高的总线速度，当然最重要的是它经过厂商的压力测试，可以最大限度的保证在高负荷运算情况下不出现死机状况。另外，选择XEON处理器的另一大好处是，可以组建多处理器系统。虽然现在的处理器基本都是多核心设计，核心数量从2至4不等，甚至最多已经出现了8核心产品（4个物理核心+4个逻辑核心），但对于图形这种运算量极为庞大的应用种类来说，从来不会觉得性能过剩。所以，一台图形工作站往往会配置2颗处理器，甚至4颗，使得运算能力大大超过PC！

建议：以现在的处理器发展速度，至少选择一颗4核心的处理器，如果有条件，则可以考虑安装双处理器。在最终渲染的时候，这样的搭配会使得用户节省大量的时间。不过随着渲染农场（Redner Farm）的出现，如果是个人用户为自己配置一台家庭工作站，可以适当考虑放低处理器的要求，将需要渲染的工程文件直接丢到渲染农场去处理，效率会更高。

2、内存。图形运算是个费力气的活，除了庞大的运算能力外，巨大的数据交换也是问题之一。也就说，我们需要巨大而稳定的内存系统来支持！当桌面系统还在挣扎于4GB内存容量这个尺度的时候，图形工作站的内存容量早就飙升到16GB这个级别！巨大的内存可以提供充分快速的数据交换空间，特别是在渲染高分辨率高细节的作品时，不会出现内存不足，频繁使用硬盘做缓冲的情况。而且，工作站级别的内存，几乎全部带用ECC功能（Error Checking and Correcting），最大限度的保证数据的完整性和正确性，确保整个系统的稳定。

建议：如果有条件，尽量选择更大容量的内存组合，对于图形工作站而言，这是非常值得投资的部件。更多的内存让你可以在更高的分辨率下，更高的画面质量下，更大的纹理贴图下，流畅的渲染出成品。

3、硬盘。图形工作站除了需要超强的运算能力外，各种数据的存储容量也都大的惊人！以笔者的经验，一个包含全套模型、贴图、动画等数据类型的工程目录，容量往往高达30GB以上！已经相当于一部蓝光电影的容量！而如果将其渲染成动画串，最终数据的容量还要翻几番。而且，即使是相同的场景，如果要制作成最终成品，往往在前期三维创作和渲染的时候，就要分出很多渲染层，分层渲染后再通过后期软件合成，其存储容量还要再翻几番。一部十几分钟的动画最终在输出成视频格式前的容量，基本都在几百GB级。同时，你还要考虑众多的素材和资料存储，所以容量是第一位的。当然除了容量外，速度也是非常重要的因素。以笔者经验，如果是中大型项目，仅仅是将一个工程目录在图形软件中打开，用时都可以能超过1小时！因为场景中包含众多的元素，特别是数量众多体积庞大的贴图文件，将会非常考验硬盘的速度。

建议：目前主流硬盘容量已经超过1TB的级别，而且价格并不贵，不妨考虑多购买几块，比如4至5块，通过板载的RAID功能组建RAID 1+0或者RAID5等磁盘阵列。不但满足了容量上的要求，也能提供不错的读写速度。至于选择普通的SATA还是高性能的SAS接口，笔者更倾向于性价比较高的SATA。虽然SAS硬盘往往拥有10000rpm甚至15000rpm的高转速和高性能，而且理论使用寿命也都更高，但容量往往较小（为了获得较高转速，

盘片尺寸缩小，总容量减少），而且价格高出太多，通过SATA RAID已经可以弥补速度上的不足。至于理论寿命问题，目前普通硬盘正常使用3年以上也不是问题。

4、操作系统。为什么特意把操作系统列出来单讲，最重要的问题是图形工作站的特殊运用需要。首先，图形工作站不是个人PC，它不需要过多的多媒体功能和娱乐项目，系统的子程序越少越好，在稳定性和速度上都更有保障。其次，前文已经提到，图形工作站往往需要按抓个超大容量的内存，而只有64bit的操作系统才能更有效的管理超过4GB的内存容量，充分发挥工作站的性能。

建议：对于图形工作站的操作系统，不必一味追新，因为新系统还没有经过长时间的使用检验，在稳定性上尚欠缺保证。同时，相当部分的专业软件由于更新周期较长，对于新系统的支持经常存在问题，所以一个经过长时间考验的系统版本才是最值得考虑的。当然，如果相近核心的几款操作系统，请尽量选择WorkStation或者Server版本，会提供给你更多性能和稳定性的保证。

专业显卡图形工作站的精华所在

运算部分中最能体现图形工作站价值和意义的就应该算是专业显卡了。前文已经提及，图形工作站中除了最终渲染以外，其它几乎所有时刻的性能表现全部仰仗于显卡的表现，而全套平台的稳定性和兼容性表现也很大程度上依托于显卡和其驱动。

5、专业显卡。相信在看过前不久本站文章《专业级较量！QUADRO FX1800大战GTX285》的朋友，都会对QUADRO专业显卡的表现有所了解。作为QUADRO系列中的中档产品，面对在规格参数上摇摇领先自己的桌面顶级产品GTX285，不仅仅没有落败，反而在性能上大幅度的超越，在软件兼容性和画面表现上也更具优势，这就是专业显卡的力量！

专业显卡，顾名思义就是针对各类专业图形软件进行设计制造的显卡产品。以目前的专业卡霸主产品NVIDIA?（英伟达?） QUADRO系列说明，根据用户应用类型的不同，可分为QUADRO FX系列和QUADRO NVS系列，分别针对数字内容创作用户和行业用户的不同需求。针对三维动画师而言，选择一张带有QUADRO FX专业显卡的图形工作站，无疑是明智的选择。

QUADRO历经10代产品的磨砺，已经成为目前市场上产品线最为丰富，功能最为强大，专业厂商支持力度最大的显卡品牌。目前最新一代QUADRO FX系列从低至高包括了QUADRO FX380、QUADRO FX580、QUADRO FX1800、QUADRO FX3800、QUADRO FX4800。QUADRO FX5800六款产品，从价格、性能、功能上提供非常丰富的选择。