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提到工作站，你的第一反应是什么？
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是搭配了专业图形显卡的pc产品？还是“微缩”型的服务器？或者具备三防功能的傻大黑粗电脑？
很可惜，虽然市面上有很多人乐于将这类产品称作工作站，但作为pc市场的细分领域之一，由于在普及度上远远不及消费级pc产品，因此导致了这类“牛头不对马嘴”的错误定义。而从工作站这个概念最早问世的时候开始，它就是一类与个人电脑有所区别的，可以为专业用户提供大数据运算、图形处理和设计等业务支持的高性能计算机，可在图形、图像、设计、视频、游戏、制造等诸多领域发挥重要作用。
那说到这里可能就有人就有疑问了，说一千道一万，计算机就是由cpu、显卡、内存等部分形成的统一整体，现在技术迭代这么快，芯片的性能也水涨船高，那我只要把最高性能的cpu塞到pc中，是不是就能说它是工作站了？
答案当然是no，工作站之所以被称之为工作站，可不仅仅因为它能提供绝佳性能而已。
为什么工作站不能简单地和高端pc划等号？很简单，因为即便是性能强劲的pc也会在专业领域遇到运行缓慢、卡顿、效率低下甚至死机的情况，这在商用领域进行数字内容创作、工程设计、制造研发、ai学习的场景之下，是完全不能接受的后果，对于这部分人群来说，除了强劲的性能之外，高稳定、强兼容、安全可靠等因素，是评判生产力工具是否合格的重要标准，而那些高端pc，往往只是提供了最佳的性能释放，却无法在这些方面有所保证。
这点从pc市场的规模也可以窥得一二，几乎所有人都知道，在疫情等多重因素的影响之下，pc市场（台式电脑、笔记本电脑和工作站）从去年以来实现了强劲增长，而当我们把目光聚焦于工作站之上时，会发现idc在今年第一季度做出了这样的预测：工作站市场在2021-2016年期间的复合增长率约达到5%。为什么会出现这样的结果？除了移动设备普及的原因之外，还有两个相当重要的原因，首先是随着视频流的崛起，越来越多的个人、组织和企业都开始跻身创作者的行列，而高分辨率的视频、图像素材不仅加重了视频制作渲染的负担，也让创作者被迫接受了“稳定可靠”设备的重要性，一旦在渲染环节出现死机等意外状况，影响的将会是整个项目的进程。其次则是ai的普惠，带动越来越多的科学细分市场增长，这部分人群在工作流程、工具和硬件需求方面都有不同的需要，基于cpu的工作站与ml硬件和虚拟机相比，在数据传输时间、多模型类型实验等方面都有着不小的优势，因此会更加受到数据科学家的喜爱。虽然市场预测很乐观，但现实往往不太尽如人意，虽然新的机器学习/人工智能工作负载，ar/vr工作负载以及非人工智能数据科学工作负载都在推动工作站市场发展，但idc的报告显示仅8%的公司表示正在部署工作站，而且正如一开始笔者提到的那样，直到现在仍然有很多人会混淆传统pc和工作站的概念。不过，在混乱的市场之下，也有人在一直努力，为的就是能让更多行业用户在使用isv、bim、影视制作、游戏开发等领域的各种应用时，都能获得最佳的专业性能，使用体验和安全保障，英特尔便是其中最为重要的一份子。从工作站的分类来看，现有的工作站产品实际上分为数据中心工作站和个人工作站两大类，但由于后者才是市场主力，因此也就呈现出移动工作站和台式工作站几乎二分天下的格局，不过很明显这样的分类依然有些过于简单，因此英特尔也对基于自身技术的工作站产品进行了分类，具体来说，包括移动工作站、入门级工作站、主流工作站和专家级工作站四类。移动工作站顾名思义，就是用于专业工作负载的移动外形工作站..，主要搭载酷睿移动处理器，随着第12代英特尔酷睿hx处理器的正式发布，未来也会以hx处理器为主。入门级工作站则能在塔式、一体机或小外形设计中提供专业的工作站性能，除了酷睿处理器外，过去也有w-1000系列的产品，不过随着未来第12代酷睿处理器成为市场主流，将会取代原至强w1200、1300成为入门级图站的标配，由于通过搭配专用pch，第12代酷睿处理器也能实现对ecc内存和vpro..的完整支持，所以这会让入门级工作站的sku更加清晰。主流工作站能在可配置的塔式外形中提供卓越的工作站性能，目前以搭载至强w-2000处理器的产品为主，最高端的专家级工作站则能在可扩展的塔式外形中提供出色的工作站性能和可扩展性，除了搭载至强w-3000处理器的产品外，也有搭载英特尔至强可扩展处理器的产品。在英特尔眼中，工作站就是专为满足高级用户的技术计算需求而设计和配置的客户端计算机，那么，英特尔是通过哪些方面来满足这些需求的呢？在笔者看来，主要是以下四个层面：首先是强劲的性能，无论是采用ecc的英特尔酷睿i7、i9处理器还是至强处理器，都在多核专业工作负载，如3d渲染、数据科学以及地理科学方面有着优秀的表现。最高56内核/112线程（双路）的规格，以及英特尔睿频加速技术2.0和英特尔睿频加速max 3.0技术和智能缓存的加持之下，能极大减少媒体渲染或者流体模拟等负载的等待时间，另外，随着近日英特尔面向台式机的首款a3系列显卡英特尔锐炫a380gpu正式面世，未来还会有更多英特尔的专业gpu出现，以辅助专业用户释放数据价值。其次是完备的数据完整性。如同上文所说的，确保系统能够正常运行是进行专业工作负载时的重要考量，而对ecc内存的支持和ras就是英特尔确保工作站能够稳定运行的制胜法宝。所谓ecc内存，就是一种可以实现自行错误检查和纠正的内存，可以修复位翻转错误，从而帮助防止系统崩溃和数据损坏。具体来说，当前所有基于英特尔技术的工作站（包括英特尔酷睿和英特尔至强处理器）都实现了对ecc内存的支持，由于ecc内存中专门设置了一个存储芯片，并将数据的原始数据放在里面，如果出现数据错误，就可以提取出原始数据补上，类似于“写时复制”再进行比对，但不完全一样。在将数据写入到内存时，ecc内存使用附加位来存储加密代码，同时存储纠错码。读取数据时，会将存储的纠错码与读取数据时生成的纠错码进行比较。如果读取的代码与存储的代码不匹配，会用奇偶校验位对前者进行解密，以确定哪个位出错，然后立即纠正该位。在数据处理过程中，ecc内存会使用特殊算法不断扫描代码，以检测并纠正单位内存错误。这对那些数据科学或者金融行业的开发人员来说十分重要。不过这里也要说明一点，在第12代英特尔酷睿处理器发布之前，ecc只在至强处理器上提供，而今年的第12代英特尔桌面酷睿处理器通过搭配w680芯片组，也同样实现了对ecc内存的支持，而像q670、z690这样的芯片组则“爱莫能助”，至于移动..，由于p系列、u系列和h系列的处理器是和pch共同封装的，因此并不支持ecc内存，而近期发布的hx处理器通过搭配w680pch，也实现了对ecc内存的支持。而ras则是可靠性(reliability)、可用性(availability)和可服务性(serviceability)三项技术的总称，ras能带来更好的数据弹性和错误检测，让系统的稳定性得以更上一层楼，以避免金融、数据科学或工程设计中的计划外停机事件。具体来看，英特尔至强提供了错误检测、报告和恢复，ddr4奇偶校验和重试以及pcie弹性三大功能，不但能提供更高的数据弹性，还极大提高了工作站的可用性，使得计划外的停机能够有效减少。再就是优秀的可扩展性。从英特尔移动酷睿处理器再到英特尔至强处理器，随着具体型号的区别，cpu的每插槽内核数从8到28不等，工作站可以随着业务需求的增长，通过插槽内升级进行扩展。此外，基于英特尔酷睿移动处理器和至强处理器在pcie、usb和内存支持方面的优势，也让其i/o性能得到了大大增强，以配备第二代至强可扩展处理器的工作站具有多达96个cpupcie通道和24个内存通道（双路），足以应对未来的扩展需求。最后则是全面的认证机制，可以让专业用户能更加无忧地运行关键工作负载。oem在基于英特尔酷睿和至强处理器的系统上获得来自顶级工作站isv的认证，不仅在硬件层面提供了开箱即用的可靠性和优化的性能，也在软件层面提确保了兼容性和可靠性。让使用者能够在工作站上高效快速地运行经过完整支持的最终工作负载。相信看到这里你也发现，虽然基于英特尔..的工作站形态各异，面对的工作负载也有所不同，但究其根本，采用ecc的第12代酷睿处理器、至强w处理器和至强可扩展处理器，才是让工作站能够满足专业计算需求的幕后功臣。自英特尔发布第12代酷睿处理器已有大半年时间，相信到了今天，不会有人怀疑其全新的高性能混合架构在性能方面的巨大提升。而不久前英特尔on产业峰会上正式推出的第十二代英特尔酷睿hx处理器，不仅补全了英特尔第12代酷睿处理器的最后一块拼图，更为工作站这一品类注入了全新的生命力。具体来看，全新的hx处理器不仅支持pcie 5.0（x16或2x8），还支持ecc纠错（需搭配w680 pch）和ddr5 2dpc（最高支持128gb海量内存），并且是业界率先全线未锁频和可超频处理器（新增能效核e-core超频），可以为移动工作站设备带来更好体验。由于hx系列处理器拥有16条pcie gen5的cpu直连通道以及4条pcie gen4的cpu直连通道，整体的扩展性十分强大。而在性能方面，通过更多的核心数、更大内存和i/o支持，提升多线程工作负载的性能，基于更高一级的功率设定，使内容创建者能够以更迅猛的性能处理更为苛刻的工作负载。而至强w系列处理器则专为创意工作者设计。搭载英特尔至强w处理器的..是终极的专业创作者..，带来超凡的性能、安全和可靠性，以及面向vfx、3d渲染、复杂3dcad和人工智能开发与边缘部署的扩展..能力。尤其是在可靠性方面，以搭载w-2000处理器的入门工作站和搭载w-3000处理器的主流工作站为为例，不但可以通过固件检测和管理硬件错误，还能通过操作系统或bios提供可选报告，同时也可以基于硬件进行实时的cmd/addr奇偶校验错误检测，或者通过重新训练和恢复确保pcie链路稳定性。至于英特尔至强可扩展处理器，则提供了深度学习加速的功能，所谓英特尔深度学习加速，在此前被称为矢量神经网络指令(vnni)，是一套全新的英特尔avx-512指令。这些指令可通过单条指令完成之前需要3条指令才能完成的int8运算，因此可以显著提升推理性能，进而优化深度学习工作负载，以便使用vnni。相比使用fp32运算的处理器，在通用深度学习框架caffe、tensorflow、pytorch和apache mxnet中的resnet-50（图像分类拓扑）上使用int8运算时，借助英特尔深度学习加速可将推理性能平均提升高达3倍，从而加速图像识别、对象检测、语音识别和语言翻译等ai/ml用例。未来随着第四代至强可扩展处理器sapphirerapids的上市，将会让基于英特尔的工作站..拥有更加强劲的表现。当然，采用ecc的第12代酷睿处理器、至强w处理器和至强可扩展处理器之间亦有差距，具体来看，第12代酷睿处理器在ras方面有所欠缺，而至强w处理器和至强可扩展处理器则并不支持完整的英特尔vpro安全性，除此之外，在ecc支持、isv、英特尔ema、英特尔amt远程激活、有线/无线管理以及远程kvm方面，三种处理器都提供了完整的支持。作为工作站的算力之源，采用ecc的第12代酷睿处理器、至强w处理器和至强可扩展处理器正在让工作站这个pc品类变得更加符合专业人士的计算需求，这背后离不开英特尔多年来在技术层面的耕耘和创造，也让工作站拥有了面向更多场景和工作负载的能力。从移动工作站到入门级工作站，从主流工作站再到专家级工作站，随着处理器的变化，也意味着工作站产品具备更多内核、更大的内存支持和更强的可扩展性，因此自然也就又了面向不同类型工作负载的能力。在远程工作负载，普通cad、简单视频编辑和内容创作的场景之下，平面设计师等专业人士可以选择搭载英特尔酷睿处理器的移动工作站产品来加快多任务处理效率。在专业2d&3d cad、游戏开发、金融服务的场景下，则能通过搭载英特尔酷睿处理器的入门级工作站释放专业性能，例如建筑工程行业，施工人员需要通过cad和cae，2d-1/2d和3d设计和绘图、实体建模、结构分析、土木工程、电子设计自动化、逻辑综合、电路仿真，此时，基于英特尔技术的工作站产品便能通过对autodesk autocad、solidworks simulation、ansys等软件的优秀兼容性，提高办公效率，加快建模进度，有效缩短项目所需的最终时间。而那些对专业内容创作、高级3d和渲染或者小型人工智能工作负载有要求的用户，则能选择搭载英特尔至强w-2000处理器的主流工作站产品，以媒体娱乐行业为例，这类人群需要进行2d和3d动画、游戏开发、电影和视频编辑和制作，同时进行复杂图形内容的多媒体创作，基于英特尔技术的工作站产品在内容视频编辑、3d建模设计、视觉效果等软件方面的优秀兼容和优化，能极大满足文化传媒创意设计、vr内容创建等方面的需求。最后，如果要进行专业8k视频编辑、专业3d渲染/模拟或者大型人工智能工作负载，那么搭载了英特尔至强w-3000处理器和英特尔至强可扩展处理器的专业级工作站绝对是最佳的选择。以当下ai行业中最为普遍的数据科学工作来说明，作为一项探索性的分析工作，它是人工智能生命周期和流程中最耗时、最不可简化的部分，数据科学家在进行人工智能开发时会生成大型数据集，需要大容量的内存才能在几秒钟内处理tb级别的数据。而基于英特尔技术的专家级工作站则可以通过基于python的内置库和框架优化来实现卓越的性能。当然，来自千行百业的工作负载千变万化，根据业务需求，有的放矢的选择最合适的工作站..，才是明智的选择。正是由于基于英特尔技术的工作站在提高专业效率、可扩展、灵活性、数据质量和完整性、高度可靠的系统设计、较长的产品生命周期和更出色的售后支持，才让工作站能提供比标准pc更高的性能，同时在金融计算、医疗仿真、数字内容创作、产品辅助设计、油田勘探、新应用开发等场景中大放异彩。当下，数字化变革、转型已成为大势所趋，但绝非易事，而其中的主动求变者则会成为行业数字化转型的领军者，越来越多的行业用户都意识到使用工作站加速数字化转型的潜力，而基于英特尔技术的工作站，正在成为解决不同行业客户场景问题的最佳生产力工具。本文到此结束，希望对大家有所帮助。
