什么是图形工作站 图形工作站的特性

图形工作站是一种专业从事图形、图像(静态)、图像(动态)与视频工作的高档次专用电脑的总称。那么你对图形工作站了解多少呢?以下是由小编整理关于什么是图形工作站的内容，希望大家喜欢!

图形工作站的性能

一般说来，计算机图形是将抽象的数据信息转换成计算机显示器的发光点的过程，不同类型的抽象信息需要不同类型的处理过程。抽象信息通常分为2d或3d，二者有着本质的不同：2d图形用2d向量、2d区域和光栅数据，而3d图形使用3d向量和3d表面。3d表面可以具有不同的光高度和不同的颜色，可以透明或不透明，也可以是堆叠的对象。3d图形常用来表达以下三类信息：

●3d表面—如cad系统中的机械设计;

●图形图像处理;

●高性能计算—如有限元分析、流体计算、材料模拟计算、分子模拟计算等等

●现实世界的仿真—如飞行仿真和虚拟现实系统;

●影视动画—如3D动画、视频编辑、特效合成、动画渲染等等。

在大多数工作站应用中，3d图形性能是构成整个系统性能的关键因素之一。因此，衡量图形工作站的性能主要是看3d图形性能。

图形工作站性能的度量

如何来评判一台工作站的图形性能呢?那就是spec(standard performance evaluation council)提供的世界公认的图形标准度量，其中主要的图形性能指标为：

1、specfp95

specfp95是系统浮点数运算能力的指标，一般说来，specfp值越高，系统的3d图形能力越强。

2、xmark93

xmark93是系统运x-windows性能的度量。

3、plb

plb(picture level benchmark)分为plbwire93和plbsurf93，是由specino gpc分会制定的标准。plbwire93表示几个常用3d线框操作的几何平均值，而plbsurf93表示几个常用的3d面操作的几何平均值。

4、opengl

opengl是与图形硬件的标准软件接口，允许编程人员创建交互式3d应用。open gl常用的性能指标有两个：cdrs和dx。其中，cdrs包含7种不同的测试，是关于3d建模和再现的度量，它是以ptc(parametric technology)公司的caid应用为基准的。dx则基于ibm的通用软件包visualization data explorer(dx)，用于科学数据可视化和分析的能力测定，它包含10种不同的测试，通过加权平均来得出最后的值。

应该说，评判一台图形工作站的性能是件复杂的事情，如果用户自己有现成的应用，不妨就用它作为尺度来评测一下各家的产品，如此就可避免雾里看花，从各有千秋的产品中选出适合自己的款式。

图形工作站的影响因素

图形加速卡

图形加速卡是决定一台图形工作站性能的主要因素。WIN7工作站之所以主导图形计算市场的主要原因,就是它们都有高性能的图形加速卡，日前主要是丽台系列和ATI系列专用图形显卡。通常，图形卡的功能分为图形加速和帧缓冲(frame buffer)两部分，形成从数据输入到输出至dac的管道(pipeline)。管道的前部运算可以由系统的主CPU完成，为了提高性能，也可能由专门的硬件完成;NVIDIA进军高性能计算领域，推出了Tesla&CUDA高性能计算系列解决方案，CUDA技术，一种基于NVIDIA图形处理器(GPU)上全新的并行计算体系架构，让科学家、工程师和其他专业技术人员能够解决以前无法解决的问题，作为一个专用高性能GPU计算解决方案，NVIDIA把超级计算能够带给任何工作站或服务器，以及标准、基于CPU的服务器集群。CUDA的数目在很大程度上已经决定了显卡的性能。显存已经普及到第五代GDDR5，带宽也达到了几十GB每秒。

系统cpu

CPU也是决定图形工作站性能的主要因素。全新的英特尔NEHALEM架构，解放了主板北桥芯片，内存控制器直接通过QPI通道集成在CPU上，彻底解决的前端总线带宽瓶颈，与桌面机相比性能提升巨大。在南桥芯片上也有了很大的改进，显卡插槽换成了超带宽PCI-E X16第二代插槽。

系统内存

系统内存的速度(latency)和容量是决定系统图形处理性能的重要因素，常见的3d图形应用通常都要占据大量的内存，这也成了制约工作站往中高端市场发展的一个因素。在2011年，工作站和服务器上已经使用了REG内存，REG内存带有ECC功能(错误检查纠正)又带有缓存，数据存取和纠错能力保证了工作站的性能和稳定性。

系统i/o

最终决定一个图形工作站的性能高低并非上述这些孤立的要素，它们之间的数据传递和协同工作至为关键。系统i/o作为各要素(cpu、内存、图形卡)间数据传递的通道。把图形加速卡插在专门的高速插槽上，而非一般的pci插槽上，是解决系统性能瓶颈的重要手段。

操作系统(os)

操作系统也是一个不容忽视的因素，操作系统对于图形操作的优化以及3d图形应用对于操作系统的优化，都是影响最终性能的重要因素。作为世界标准的opengl提供2d和3d图形函数，包括建模、变换、着色、光照、平滑阴影、以及高级特点如纹理映射、nurbs、x混和等。使用64位的opengl库，并利用操作系统的64位寻址能力，可以大幅度提高opengl应用的性能。支持4G及以上内存和双屏以上显示的WIN764位系统可以最大程度的发挥正太工作站的性能，DELL、联想、苹果都提供正版WIN7旗舰、专业系统。

图形工作站的特性

大部分用户一直存在这样一个疑问：“为何图形工作站的价格要大大超出普通电脑，难道仅仅是因为使用了一些高档、高价的部件?”由于工作站具有特殊的应用定位，这就决定了其在性能、可扩充性、稳定性、图形/图像画质等多方面要大大超越普通电脑，但是：图形工作站绝对不是普通电脑的简单增强!工作站的配置准则在于：切实了解应用单位需求，以合理的价格组建一个符合应用软件要求的稳定、高速、高效的设计平台，以最大程度地实现设计人员的设计意图，使之真正成为提高生产力的工具。这与普通办公、家用电脑注重多媒体性能和价格因素的配置方法是截然不同的。

稳定性：

图形工作站面向关键和大计算量应用，要求各部件具有较高的稳定性。因系统运行错误(如普通PC经常因内存数据错误造成当机)而造成的程序中止、图档资料丢失等都令人极度沮丧。而普通显示器长期工作所发生的画面变形等问题，则是任何一个设计人员都不愿意看到的。消费类市场上那些产品，由于品牌定位等原因，在稳定性方面根本无法满足专业图形工作站的要求。图形工作站所使用的关键部件，自产品设计之时便以稳定性为第一标准，如ECC内存的使用，便可最大限度地杜绝上述类似事件的发生。

安全性：

图形工作的最后步骤就是输出图档、图像，但无论这些设计成品是否已提交给客户或者投入使用，都必须通过文件的形式保存在计算机及其外部存储设备中。只通过单机的硬盘来保存数据，这只是在经费不足及安全性要求不高的前提下所使用的方法(硬盘是计算机中少有的包含大量机械部件的产品，其故障率很高，特别是普通PC的IDE硬盘)，即使是使用刻录机进行文件的保护，也只是简单的“拷贝”。多硬盘建立磁盘阵列、磁带机/库备份数据、外部存储设备保存数据，这才是真正有意义的数据保护方式，这些都是普通PC所无法进行的。在关键的应用中，通过异地保存、异地备份的方式，是避免灾难性结果的最好方法。

运行连续性：

图形工作站往往数十小时连续运行(典型的如模具CAD/CAM和模拟船舶驾驶等应用)，这要求工作站系统能够承受长时间的连续大负荷运行。这就象部门级、企业级网络服务器一样，最大限度地杜绝“计划外停机”事件的发生，是保证工作站最大发挥生产力的准则!虽然一些高档、高价的普通PC也具有一定的稳定性，但是对于工作站的应用来说，那远远不够!即使您的普通PC的一些部件具有良好的保修，但是其返修及再次装配的时间还是会造成工作的停顿。工作站的部件以稳定为第一，是系统最大生产力发挥的有利保障。

性能：

当进行大部件、多部件的装配和动画中复杂场景的渲染时，普通的Pentium4系统根本无法满足要求，必须使用Xeon甚至是多CPU的SMP系统。而大幅面的Photoshop效果图和复杂的CAM图档尺寸往往达到数百兆甚至1G以上，处理这些文件必须具有超大容量内存和速度极快的硬盘系统，比较典型的是由两个硬盘组建RAID 0，从实际使用效果来看，可以提高硬盘系统60～70%的性能。

2D/3D画面质量：

典型地，复杂动画场景的渲染错误和CAD/CAM中面与面衔接线的锯齿、断裂，这是普通显示卡必定会存在的问题，而专业图形加速卡在产品设计时便会考虑到这些，可以最大程度地避免此类现象。