Про рабочие станции и их отличие от ПК

Современные рабочие станции – это инструмент инженера, архитектора, дизайнера, создателя компьютерной графики и видео, а также ученого, чьи исследования связаны со сложными расчетами и моделированием. Аналитики считают, что в связи с бурным внедрением систем искусственного интеллекта сфера применения рабочих станций в ближайшие годы будет расширяться за счет новых приложений на основе ИИ, включая пакеты моделирования следующего поколения.

Немного истории

Первой рабочей станцией, обеспечивавшей работу пользователя с компьютерной графикой, считается выпущенный в 1972 г. компьютер Alto компании Xerox, в котором впервые был применен графический интерфейс и компьютерная мышь. «Золотой век» рабочих станций продолжался примерно полтора десятилетия с начала 1980-х, когда ряд компаний вывели на рынок рабочие станции, использующие процессоры RISC и операционную систему Unix. Среди этих компаний наибольшую известность получили основанные в начале 1980-х калифорнийские Silicon Graphics (ее рабочие станции были популярны в Голливуде, их использовали, в частности, создатели фильма «Парк юрского периода») и Sun Microsystems. Свои рабочие станции на платформе RISC/Unix выпускали в то время и корпорации HP и IBM.

Во всех этих компьютерах использовались RISC-процессоры собственной разработки вендора и фирменный вариант Unix, т. е. это были рабочие станции с проприетарной архитектурой, несовместимые между собой. Цена рабочих станций RISC/Unix измерялась десятками тысяч долларов, они стоили намного дороже самых дорогих ПК, но до середины 1990-х ПК платформы Wintel значительно хуже подходили для работы со сложной компьютерной графикой – как из-за более низкой производительности процессоров Intel и видеокарт, так и по причине нестабильной работы Microsoft Windows.

Однако по мере совершенствования платформы Wintel эти недостатки ПК постепенно были устранены, и на рынке появились рабочие станции Wintel, которые были гораздо дешевле рабочих станций RISC/Unix и поэтому к середине 2000-х вытеснили их. Silicon Graphics (переименованная позднее в SGI) и Sun попытались перестроить свой бизнес, начав выпускать серверы на базе архитектур RISC/Unix, однако и в этом секторе их продукты не выдержали конкуренции с Wintel, в результате обе компании ушли с рынка. HP и IBM прекратили развитие своих линеек рабочих станций RISC/Unix и сосредоточились на выпуске рабочих станций Wintel. В настоящее время все выпускаемые рабочие станции используют платформу Wintel – за одним исключением, о котором поговорим в конце статьи.

Чем рабочая станция отличается от обычного ПК

Рабочие станции прежде всего превосходят обычные ПК, используемые в офисе или дома, по своей мощности. В рабочих станциях используются процессоры с увеличенным числом ядер, в старших их моделях устанавливается по два процессора. У рабочих станций значительно выше производительность обработки видео: если в обычных ПК видеокарта встроена в системную плату, то в рабочих станциях используется значительно более мощная отдельная видеоплата, обеспечивающая вывод изображения в высоком разрешении сразу на несколько больших мониторов, а старшие модели поддерживают и установку сразу нескольких видеоплат.

Кроме того, у старших моделей рабочих станций за счет большего размера корпуса по сравнению с обычными ПК шире возможности для наращивания оперативной памяти, установки жестких дисков и твердотельных накопителей (они вмещают до 7–9 накопителей), использования нескольких сетевых карт, включая и сетевые карты на базе высокоскоростного Ethernet, и других карт расширения (например, RAID-контроллера для объединения внутренних дисков в высокопроизводительный массив RAID).

Второе важное отличие – повышенные требования к качеству компонентов, из которых собирается рабочая станция. Дело в том, что часто эти компьютеры используются для работы с бизнес-критичными приложениями (например, для проектирования новых моделей автомобиля), поэтому важно обеспечить их бесперебойную работу, чтобы из-за выхода из строя какого-то компонента пользователю не пришлось простаивать несколько часов.

Наконец, в отличие от обычных ПК рабочие станции проходят сертификацию на полную совместимость с решениями САПР (Autodesk, SolidWorks, Dassault Systèmes), пакетами Adobe для обработки видео и графики и другим специализированным ПО, предназначенным для профессиональных пользователей. Такая сертификация гарантирует покупателю рабочей станции не только возможность запуска приложений на новом компьютере и отсутствие проблем несовместимости ПО с компонентами компьютера, но и их высокую производительность и стабильность работы приложения.

Классификация рабочих станций

Большинство современных рабочих станций относятся к классу настольных (форм-фактора tower) либо мобильных (ноутбуки). Старшие модели настольных рабочих станций выполнены в корпусе башенного сервера и поэтому по размерам больше стандартного десктопного ПК, что позволяет устанавливать в них более мощные процессоры с увеличенным числом ядер, несколько видеокарт профессионального класса и накопителей. Корпус настольных рабочих станций среднего и начального класса по размерам примерно соответствует стандартному десктопу.

Кроме того, выпускаются настольные рабочие станции начального класса с уменьшенным корпусом, предназначенные для пользователей с умеренными требованиями к производительности компьютера, у которых мало свободного места на рабочем столе. Одно время Dell пыталась продвигать рабочую станцию, выполненную в форм-факторе моноблочного компьютера c 27-дюйм экраном, однако потом сняла ее с производства.

Мобильные рабочие станции – это обычно ноутбуки с 15- или 17-дюйм экраном, рассчитанные на тех пользователей, которые вынуждены часто работать вне офиса (например, архитекторов, часто выезжающих на стройку). Спрос на эти рабочие станции резко вырос во время пандемии, когда многие пользователи вынуждены были работать из дома и им потребовалась замена настольных рабочих станций, стоявших у них в офисе. Хотя даже 17-дюйм экран может оказаться слишком маленьким для работы со сложными графическими пакетами, к этим рабочим станциям, как и к настольным, можно подключать один или несколько больших мониторов (от 27 до 40 дюймов). Однако, как и у настольных моделей с уменьшенным корпусом, у этих компьютеров сильно ограничены возможности установки мощных графических плат и других компонентов (процессора, оперативной памяти, накопителей).

Отдельный класс рабочих станций – это модели, выполненные в стоечном корпусе высотой 1U либо 2U и устанавливаемые не на столе или под столом пользователя, а в стандартной 19-дюйм стойке в дата-центре или серверной комнате. По своей аппаратной конфигурации они примерно соответствуют старшим моделям настольных рабочих станций, но пользователи работают на них в удаленном режиме с помощью ПО тонкого клиента на обычном ПК либо на аппаратном тонком клиенте. Есть три основных сценария использования стоечных рабочих станций. Во-первых, их приобретают компании, которым требуется повышенная безопасность данных приложений, а применение таких рабочих станций позволяет гарантировать, что данные не будут выходить за пределы корпоративного дата-центра. Стоечные рабочие станции могут стать подходящим решением, если в комнате, где сидят пользователи, установить настольную рабочую станцию старшего класса невозможно из-за повышенного шума или тепловыделения. Наконец, размещенная в дата-центре стоечная рабочая станция позволяет организовать работу со сложными графическими пакетами для одного или нескольких удаленных пользователей.

Основные производители

Согласно данным аналитического агентства IDC, сейчас крупнейшим производителем рабочих станций на платформе Wintel является компания Dell, уже около 30 лет выпускающая свои рабочие станции под брендом Precision, на втором месте – HP с настольными и мобильными Workstation Z. Тройку основных вендоров замыкает китайская Lenovo, которая вышла на рынок рабочих станций в середине 2000-х, купив отделение корпорации IBM, занимавшееся выпуском ПК, включая и рабочие станции на платформе Wintel. Настольные рабочие станции Lenovo выпускает под брендом ThinkStation P, а ноутбучные – под унаследованным от IBM брендом ThinkPad P.

Есть и другие вендоры ПК, выпускающие собственные рабочие станции (такие компьютеры, например, есть в портфеле Acer, Asus, Fujitsu и NEC), но их суммарная доля рынка, по данным IDC, меньше 1%.

И наконец, занимающая особое место компания Apple. Старшие модели ее настольных компьютеров и ноутбуков – MacPro Ultra и MacBook Pro с процессорами M2 Ultra/M3 Pro и операционной системой macOS – по своим вычислительным мощностям и возможностям работы с графикой вполне сопоставимы с рабочими станциями Wintel (к примеру, Dell часто рекламирует мобильные Precision как конкурента MacBook Pro). Однако сфера применения Mac существенно уже: так, разработчики пакетов САПР не выпускают версии своих продуктов для компьютеров Apple. Поэтому устройства Apple в основном используются в издательском деле, в дизайне и для обработки фото и видео.