图形工作站和PC的区别.docx
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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HPxw8600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（RednerFarm）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（ErrorCheckingandCorrecting），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RAID1+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！
QUADROFX1800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QUADROFX系列和QUADRONVS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QUADROFX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QUADROFX系列从低至高包括了QUADROFX380、QUADROFX580、QUADROFX1800、QUADROFX3800、QUADROFX4800.QUADROFX5800六款产品，从价格、性能、功能上提供非常丰富的选择。
建议：
首先明确一点，图形工作站中最重要的运算部件就是专业显卡，因为你使用时间最长的就是编辑状态,在这种情况下运行速度和工作效率几乎完全依赖于显卡的表现！
对于相对小众的专业图形领域，技术和规范壁垒还是相对森严的，所以在产品的选择上尽量选择市场拥有量大，厂商支持度好的产品。
基于上述两点，选购一张NVIDIA QUADRO品牌的专业显卡才是明智之举.同时，对于大部分刚刚步入这个行业，或者稍有经验的用户而言，其实没必要追求顶级产品，一张QUADROFX580或者QUADROFX1800都是性价比很高的选择。
最后,在专业显卡安装完毕后,千万要看看现实控制面板里的专业优化项目,选择与你使用的软件相一致的选择,尽最大限度的利用专业显卡的价值.
QUADRO带来的一条龙式图形解决方案一
技术的进步总是将应用传统打破，对于专业图形领域同样如此。
曾经,专业图形领域最重要的部件就是处理器，因为无论是最终渲染还是前期制作，都要仰仗于处理器的运算能力。
但人们渐渐发现，处理器的串行运算架构并不是最适合于图形处理的种类,一直都在寻找一种速度更快效率更高的解决方案。
近两年，随着GPU技术的飞速发展,特别是GPU架构向通用运算方向倾斜后,人们终于发现,要处理图形图像领域的复杂运算，还是GPU是最佳选择。
相继开发出种类繁多的基于GPU运算的软件产品,而其中最知名的就要数NVIDIA CUDA及其衍生技术！
首先，我们要了解为什么GPU是最适合图形处理工作的。
以一张1280*1024分辨率的画面作为基础，以二维空间计算，这张画面包含了130万左右的像素，如果是三维的话还将更多。
要处理这样一幅画面，如果使用4核心的CPU去运算，则每个核心要负责处理32。
5万个像素的运算，而CPU的串行架构决定它要在处理完上一个像素后才能处理下一个，理想的状况也也要32。
5万个运算周期才能将整幅画面处理完成。
而GPU则不同，它天生就具备并行处理的优势,拥有数量众多的并行运算核心。
以NVIDIA第十代QUADRO顶级产品FX5800举例，它就拥有多达240个并行运算单元，同样还是那副1280*1024分辨率的图像,QUADROFX5800的每个运算核心只分配到了5000多个像素需要处理,全部处理完成值需要5000多个周期，速度远远超过CPU！
可能会有读者疑惑，我们之前不也这么用显卡么，和你说的有什么不同？
问题的关键就在于NVIDIA CUDA技术的导入和成熟！
原来，虽然显卡的运算能力非常强大，但都被封印在实时图形渲染领域,如果换成专业领域就是显卡只有在编辑模式下才能发挥出作用.而CUDA技术则可以将显卡强大的能力源源不断的导入到其它需要强大运算能力支撑的部分.换句话说，CUDA技术将一张显卡转变成为了一颗超高性能的处理器,加速着你的各种应用！
QUADRO带来的一条龙式图形解决方案二
单纯诉说技术显然是乏味的，我们通过一个专业图形制作的全过程,来形象的阐述拥有了CUDA技术的NVIDIA QUADRO专业显卡是如何改变你的工作经历的！
1、无论是创作三维还是二维动画,都需要做人物场景设定并打好分镜稿,那我们就会首先使用到PhotoShop.传统的PS应用中，如果遇到分辨率比较大的图片,则在旋转、缩放等处理上都会显得非常缓慢。
而新一代PhotoShopCS4版本开始，提供了对OpenGL加速的支持，使得像QUADRO这样的显卡可以充分发挥自己强大的性能，加速PS的速度。
2、根据美工的设定和分镜，三维动画师们就要开始忙碌起来了，建模、材质贴图、key动画、特效制作、渲染等步骤一气呵成。
其中在建模、key动画中无疑会充分利用到专业显卡的实时高品质图形渲染功能，材质贴图部分的绘制又会利用到PS的OpenGL加速。
在特效制作和渲染中QUADRO也一样可以通过CUDA技术发挥出强大的性能!
在特效制作中最复杂和困难的是各种物理效果的表现,诸如破碎、碰撞、烟火等，而基于CUDA技术的PhysX物理加速运算技术就可以轻松解决这些问题，通过为专业软件安装PhysX插件就可以利用QUADRO显卡庞大的并行计算单元非常快速高效的完成各类物理效果，速度远超传统处理器计算。
渲染部分，这里我们讲的是最终出图渲染,而非编辑模式下的实时渲染。
虽然现在的主力依然是处理器，但通过CUDA技术，我们已经可以越来越多的利用到GPU并行运算的好处.比如NVIDIA 推出的Gelato渲染器，就可以利用QUADRO专业显卡来完成最终渲染。
而NVIDIA 通过收购业内顶级渲染器公司MentalImage后，拥有了业内霸主级渲染器MentalRay（MAYA、XSI内建渲染器，与Pixar的RenderMan齐名），并且推出了RealityServer、iray等基于GPU并行运算的渲染器技术。
QUADRO带来的一条龙式图形解决方案三
3、带前期制作完成后,转入到后期合成环节，我们依然可以充分利用QUADRO强大的并行运算资源。
业界知名的AfterEffectCS4已经全面提供了对CUDA运算技术的支持，很多原来通过CPU处理器起来速度很慢的滤镜效果,在有CUDA技术加持的QUADRO专业显卡上运行如飞！
4、完成了后期制作合成的图像，需要一个合适的视频格式去发行。
在业内知名的TMPGEnc4。
0XPress软件中，NVIDIA CUDA技术同样得到了良好的支持，通过QUADRO显卡,可以成倍提高视频编码的速度，让您不必再苦等十数个小时。
同时，目前越来越多的视频编码软件开始提供对CUDA的支持。
5、动画师很满意自己的作品，想copy到iphone或者其它便携影音设备上与朋友分享或给客户展示，还是需要将视频进行格式转换和尺寸的缩小。
我们以往的经验是这个过程会非常缓慢，而利用Badaboom这个小巧简单的软件，通过CUDA和QUADRO的强大并行运算能力,几分钟的时间里就可以将几十GB的影片转换到您的iphone中！
可见，从规划设计开始，一直到制作、后期、发布展示，NVIDIA QUADRO专业显卡通过自身可提供的丰富功能，无论是稳定高速的实时3D描绘,还是利用庞大并行处理单元和CUDA技术进行的各种加速运算，参与到了您整个视觉特效生产中，不但提升了效率，更令QUADRO的性价比大增!
QUADRO，不仅仅是张显卡！
高素质顺手的外围设备
前面讲了第一部分——运算部件,但是一台图形工作站绝对不止只有运算部件那么简单,还需要外围设备的支持。
●第二部分:
外围设备
1、显示器。
说实话，作为一个图形工作者，平时接触最多的应该就是显示器。
其实如果是单纯的三维工作者，对于显示器的要求基本只要横平竖直,没有各种形变，尺寸和分辨率足够就可以了，也就是说目前的LCD显示器基本都满足这样的要求。
但是动画师除了建模、key动画意外，往往还需要肩负一定的渲染和贴图绘制等任务，所以对显示器的色彩表现力和还原度也有一定要求。
目前能满足这样要求的LCD显示器一般都是采用VA或者IPS面板的广视角屏，尺寸选择上从20寸至30寸都有，价格差距较大。
建议:
如果是个人用户使用，22寸至24寸的LCD显示器是比较适合的尺寸,分辨率也都能满足要求.对于那些经常同时开启多款软件同步制作的用户而言，两台显示器是更合理的选择,这样在工作区域上会更加自如。
而两台22寸或者24寸显示器的价格也会比一台30寸便宜的多，实际使用感受却更好。
2、手绘板。
可能很多朋友对于手绘板还相对陌生，其实对于专业图形人员来说，手绘板的作用相当大,而且还在有更多的领域应用到手绘板。
一般而言,动画师利用手绘板更多的是用作前期的设定和分镜绘制,中期的贴图制作。
而现在随着想ZBrush和MudBox这类全新概念的建模软件的出现,手绘板的作用得到了扩展,它可以帮助动画师快速准确的创作出高细节的模型。
建议：
目前手绘板市场的霸主是WACOM，其影拓系列一直是动画师的最爱！
目前已经推出了第四代产品，压感提升到了2048级,无论在使用感受、设计、做工上，都可以说目前的最佳选择。
而手绘板尺寸的问题，则可以根据自己的工作环境大小，以及经济承受能力来选择，不过建议不
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