Кіріспе
Жоғары деңгейдегі бір пайдаланушыға арналған компьютер.
Жұмыс станциясы – техникалық немесе ғылыми қолданбалар үшін арнайы жасалған компьютер. Басты назар бір пайдаланушыға бағытталған, Silicon Graphics, Apollo Computer, DEC, HP, NeXT және IBM компаниялары 1990-шы жылдардың соңындағы 3D компьютерлік графика революциясын дамытуға мүмкіндік берді. Жұмыс станциялары бұрынғыда, әсіресе процессор, графика, жад және көп тапсырмалылық тұрғысынан, стандартты жеке компьютерлерге қарағанда жоғары өнімділік көрсетті. Жұмыс станциялары 3D механикалық жобалау, инженерлік симуляциялар (мысалы, есептеулік сұйықтық динамикасы), анимация, бейне және кескін өңдеу, медициналық бейнелеу, кескін көрсету, есептеу ғылымы және математикалық графиктер сияқты күрделі деректердің түрлі түрлерін визуализациялау және өңдеуге арналған. Әдетте, олардың корпусы үстел компьютерінің корпусынан тұрады, оған жоғары ажыратымдылықтағы дисплей, пернетақта және тышқан кіреді. Сонымен қатар, бірнеше дисплейлер, графикалық планшеттер және нысандарды басқару және көріністерде навигациялау үшін 3D тышқандар да қолжетімді. Жұмыс станциялары компьютер нарығында кеңейтілген аксессуарлар мен бейнеконференция сияқты ынтымақтастық құралдарын ұсынған алғашқы сегмент болды. 1980-ші жылдардағы жұмыс станциялары стандартты ПК-дан нақтырақ айырып тұру үшін арнайы және қымбат аппараттық және операциялық жүйелермен жабдықталған. 1990-2000 жылдары IBM-нің RS/6000 және IntelliStation модельдері AIX операциялық жүйесінде RISC негізіндегі POWER процессорларын қолданды, ал IBM PC Series және Aptiva корпоративтік және тұтынушылық компьютерлері Intel x86 процессорларын пайдаланды. Алайда, 2000-жылдардың басында бұл айырмашылық көбінесе жойылды, себебі жұмыс станциялары Dell, Hewlett Packard және Fujitsu сияқты ірі ПК өндірушілерінің кең таралған аппараттық құралдарын пайдалана бастады, олар Windows немесе Linux жүйелерін қолдайтын x86 64 жүйелерін сатты.
Шығуы мен дамуы
Жұмыс станциясы деп аталатын алғашқы компьютер – IBM 1620, консольде отырған бір адаммен интерактивті түрде пайдалануға арналған шағын ғылыми компьютер. Ол 1959 жылы ұсынылған. Машинаның ерекше ерекшелігі – оның есептеу тізбегінің болмауы. Қосу операциясын орындау үшін ондық қосу ережелерінің жадта сақталатын кестесі қажет. Бұл логикалық тізбектердің құнын төмендетіп, IBM-ге оны арзанға шығаруға мүмкіндік берді. Машина CADET кодолық атымен айына 1000 долларға жалға берілді. 1965 жылы IBM 1130 ғылыми компьютері 1620-нің ізбасары болды. Бұл екі жүйе де Fortran және басқа тілдерде жұмыс істейді. Олар консольдік теріскептермен жабдықталған, шамамен үстел өлшеміндегі шкафтарға орналастырылған. Оларда қосымша дискілік жетектер, принтерлер, сондай-ақ қағаз лентасы мен перфокарталық кіріс-шығыс құрылғылары қарастырылған. Ертедегі жұмыс станциялары көбінесе арнайы мини-компьютерлер болып табылады, көп пайдаланушылық жүйе, бірақ бір пайдаланушыға арналған. Мысалы, Digital Equipment Corporation компаниясының PDP 8 компьютері алғашқы коммерциялық мини-компьютер саналады. 1970 жылдардың басында MIT-те жасалған Lisp машиналары жұмыс станцияларының кейбір принциптерін – жоғары өнімділік, желілік және бір пайдаланушылық жүйелерді, белсенді интерактивті пайдалануға бағытталған жүйелерді дамытты. Lisp машиналары 1980 жылдан бастап Symbolics, Lisp Machines, Texas Instruments (TI Explorer) және Xerox (Interlisp D жұмыс станциялары) сияқты компаниялармен коммерцияландырылды. Жоғары ажыратымдылықтағы графикасы бар (осылайша, қазіргі мағынадағы жұмыс станциясы) алғашқы компьютер – 1973 жылы Xerox PARC-те жасалған Alto. Басқа ерте жұмыс станцияларына Terak 8510/a (1977), Three Rivers PERQ (1979) және кейінірек Xerox Star (1981) кіреді.
1980 жылдардағы танымалдылықтың өсуі
1980 жылдардың басында Motorola 68000 сияқты 32 биттік микропроцессорлардың пайда болуымен бірнеше жаңа бәсекелестер пайда болды, олардың ішінде Apollo Computer және Sun Microsystems компаниялары 68000 және Unix негізінде жұмыс станцияларын ұсынды. Осы уақытта DARPA-ның VLSI жобасы Silicon Graphics 3130 сияқты бірнеше графикалық өнімдерді жасады. Sun және Apollo желілік жұмыс станциялары, ал SGI графикалық жұмыс станциялары ретінде қарастырылып, нарықтар бөлінді. 1980 жылдардың ортасында RISC процессорлары жұмыс станцияларын өндірушілер үшін кең таралды. Жұмыс станциялары көбінесе SCSI немесе Fibre Channel дискілік жүйелерімен, жоғары деңгейдегі 3D үдеткіштерімен, 64 биттік бір немесе бірнеше процессорлармен, үлкен көлемдегі RAM және тиімді салқындату жүйесімен жабдылған. Сонымен қатар, өнімдерді шығаратын компаниялар жөндеу және ауыстыру бойынша толық жоспарларды ұсынады. Жұмыс станциясы мен жеке компьютер арасындағы шекара нашарлаған сайын, жұмыс станцияларын өндірушілер арнайы жабдықтар мен бағдарламалық жасақтаманы пайдаланудың орнына, тікелей PC компоненттерін және графикалық шешімдерді жиі қолданады. Кейбір "төмен бағалы" жұмыс станциялары PC стандарттары бойынша әлі де қымбатқа түседі, бірақ сол өндірушінің жоғары деңгейдегі жұмыс станцияларымен және серверлерімен толық үйлесімділікке ие. Бұл бағдарламалық жасақтаманы (серверге қарағанда) арзан десктоп машиналарында жасауға мүмкіндік береді.
Ұсақ клиенттер
Жұмыс станциялары өнімділікке емес, ең төменгі мүмкін бағаға қарай әртараптандырылды, олар жұқа клиенттер немесе желілік компьютерлер деп аталады. Желі мен серверге тәуелді, бұл машинада қатты дискі болмай, тек процессор, пернетақта, тышқан және экран болады. Кейбір дисксіз түйіндер әлі де дәстүрлі операциялық жүйені іске қосып, алыстағы серверде сақтаумен жергілікті есептеулерді жүргізеді. Бұл бастапқы жүйе сатып алу құнын және әр пайдаланушыға қажетті басқару шығындарын азайту арқылы меншіктің жалпы құнын төмендетуге бағытталған. Бұл тәсіл алғаш рет 3Com компаниясының 3Station өнімімен кеңселік жұмыстардағы компьютерлерді алмастыру ретінде қолданылды. 1990 жылдары X терминалдары техникалық есептеулерде ұқсас рөл атқарды. Sun компаниясының жұқа клиенттеріне Sun Ray өнімдерінің қатары кіреді. Дегенмен, дәстүрлі жұмыс станциялары мен жеке компьютерлердің бағасы мен күрделілігі IT мамандары үшін қашықтан басқару құралдары қолжетімді болғандықтан, бұл нарыққа бәсекелес болды.
3M компьютері
1980 жылдардың басындағы үш "М" немесе "3M" компьютері бар жоғары деңгейдегі жұмыс станциясы (Радж Редди және оның CMU-дағы әріптестерінің термині) бір мегабайт жадқа, мегапикселдік дисплейге (шамамен 1000 × 1000 пиксел) және бір "MegaFLOPS" есептеу қуатына (секундына кемінде бір миллион қалқыма нүктелік операция) ие болды. RFC 782 жұмыс станциясы ортасын жалпы түрде "бір пайдаланушыға қызмет етуге арналған аппараттық және бағдарламалық құралдар" деп анықтайды, сондай-ақ ол қосымша ортақ ресурстарды ұсынуға мүмкіндік береді. Бұл сол кездегі жеке компьютерлердің мүмкіндіктерінен кемінде бір рет артық. 1981 жылғы IBM Personal Computer-дің 16 КБ жады, тек мәтіндік дисплейі және қалқыма нүктелік операциялардың өнімділігі шамамен 1 (қосымша 8087 математикалық копроцессормен 30) болды. Жеке компьютерлерге тән емес мүмкіндіктерге желілік байланыс, графикалық үдеткіш және жоғары жылдамдықты ішкі және сыртқы деректер шиналары кіреді. Тағы бір мақсат – бағаны бір "мегапенниден" төмендету, яғни 1 центтен кем ету еді, бұл 1980 жылдардың соңында қол жеткізілді. 1990 жылдардың басы мен ортасында көптеген жұмыс станцияларының құны 15000 доллардан 100000 долларға және одан да көпке жететін.
Нарықтық жағдай
1990 жылдардың соңынан бері жұмыс станциялары мен тұтынушы нарығы одан әрі бірікті. Көптеген төмен деңгейдегі жұмыс станцияларының компоненттері енді тұтынушы нарығындағыдай, ал баға айырмашылығы қысқарды. Мысалы, көптеген Macintosh Quadra компьютерлері бастапқыда ғылыми немесе жобалау жұмыстары үшін жасалған, барлығы Motorola 68040 процессорымен жабдықталған және 68000 Macintosh-пен үйлесімді болған. Тұтынушылық Macintosh IIcx және Macintosh IIci модельдерін Quadra 700-ге жаңартуға болады. "Көптеген кәсіпқойлар Silicon Graphics жұмыс станцияларын бағалаған дәуірде Quadra 700 шығындардың бір бөлігіне тұратын тартымды нұсқа болды", себебі Infini D сияқты ресурстарды көп қажет ететін бағдарламалық қамтамасыз ету "студиялық сападағы 3D рендеринг пен анимацияны үйге әкелді". Quadra 700 A/UX 3.0 жүйесін іске қоса алады, осылайша Unix жұмыс станциясы болады. Тағы бір мысал – Nvidia GeForce 256 тұтынушы графикалық картасы, ол Quadro жұмыс станциясы картасын тудырды, олардың GPU-лары бірдей, бірақ CAD қолданбалары үшін әртүрлі драйверлерді қолдауы және сертификаттары бар, сондай-ақ бағасы едәуір жоғары. Жұмыс станциялары әдетте процессор технологияларының дамуын жетеледі. Барлық компьютерлер көппроцессорлық және көпядролық дизайндардан (яғни, бір чипте бірнеше процессор) пайда көреді. Көпядролық дизайнды IBM-нің POWER4 процессоры алғаш рет енгізді; ол және Intel Xeon бірнеше процессорға, көбірек кеш-жадқа және ECC жадына ие. Кейбір жұмыс станциялары тек бір белгілі қолданбамен, мысалы AutoCAD, Avid Xpress Studio HD немесе 3D Studio Max-пен жұмыс істеу үшін жасалған немесе сертификатталған. Сертификаттау процесі жұмыс станцияларының бағасын арттырады.
GPU жұмыс станциялары
Қазіргі жұмыс станциялары көбінесе AMD немесе NVIDIA графикалық процессорлары (GPU) бар үстел компьютерлері болып табылады, олар бейне өңдеу, 3D модельдеу, компьютерлік көмекпен жобалау және рендеринг сияқты бағдарламаларда жоғары өнімді есептеулерді жүзеге асыруға арналған.