上世紀(jì)70~80年代，定位于特定應(yīng)用的個(gè)人計(jì)算機(jī)誕生，圖形工作站也開始登上歷史舞臺(tái)。

還記得早期的圖形工作站是什么樣子嗎？

如左圖，1977年，惠普推出了專門為科學(xué)計(jì)算和工程應(yīng)用的桌面計(jì)算機(jī)HP9845A，這是惠普首款專門為計(jì)算設(shè)計(jì)的桌面計(jì)算機(jī)，也是業(yè)內(nèi)第一款真正意義上的工作站;右圖是惠普在1990年所推出的首代采用Apollo技術(shù)的工作站H400，從外形上看，H400已經(jīng)具有了現(xiàn)代工作站的雛形。

早期的工作站普遍采用臥式或者塔式機(jī)箱、RISC架構(gòu)(或者安騰架構(gòu))和Unix操作系統(tǒng)，這和當(dāng)前主流的x86架構(gòu)工作站有些不太一樣。“RISC+Unix”并不是一個(gè)開放的組合，封閉的生態(tài)環(huán)境、高昂的售價(jià)并不利于工作站的普及應(yīng)用。在當(dāng)時(shí)，并非每一個(gè)希望從事圖形設(shè)計(jì)的人都能買得起一臺(tái)專業(yè)工作站。

如果歷史一直沿著“RISC+Unix”的路徑發(fā)展，工作站市場也不會(huì)像今天這樣繁榮。

上世紀(jì)90年代開始，“Wintel”組合逐漸崛起，相比傳統(tǒng)的封閉式系統(tǒng)，這是個(gè)人用戶喜聞樂見的一個(gè)新組合，這也推動(dòng)傳統(tǒng)工作站廠商重新審視產(chǎn)品規(guī)劃。如惠普自1996年首次推出英特爾處理器工作站后，便開始了由Unix向x86的轉(zhuǎn)型，戴爾、聯(lián)想等廠商也逐漸接受了這一新組合。到2000年初，Unix工作站逐漸湮滅于歷史長河，“x86+Windows”成為圖形工作站的主流架構(gòu)，并沿襲至今。

——三十年間，“進(jìn)化”是圖形工作站的主題。但從另一個(gè)角度來看，三十年間雖然圖形工作站的軟硬件架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了劇變，但結(jié)構(gòu)并沒有太多的變化。早期的圖形工作站一般采用一體式或者塔式結(jié)構(gòu)，而今，我們所見到的主流工作站依舊是傳統(tǒng)的塔式結(jié)構(gòu)，期間雖然出現(xiàn)過機(jī)架工作站、刀片工作站等形態(tài)，但并未成為主流。

為何？因?yàn)閺膽?yīng)用角度來看，圖形工作站主要用于數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作、機(jī)械設(shè)計(jì)、石油勘探、醫(yī)療、金融計(jì)算等領(lǐng)域，這些領(lǐng)域或是要求工作站的計(jì)算能力、或是要求存儲(chǔ)和I/O;塔式機(jī)箱擴(kuò)展能力優(yōu)秀，配置靈活，屬于“萬金油”式的結(jié)構(gòu)，并且具有較高的性價(jià)比，故三十年間長盛不衰。

不過塔式結(jié)構(gòu)也有其缺陷。塔式工作站一般比較龐大，要占用大量的空間;塔式工作站較為分散，難于集中管理;約70%的員工在需要離開公司辦公時(shí)，會(huì)帶走他們的數(shù)據(jù)以防泄密，而在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移的過程中，勢必降低了數(shù)據(jù)的安全性;單臺(tái)塔式工作站的計(jì)算能力、圖形能力有限，有時(shí)難于滿足高要求的圖形計(jì)算。

刀片工作站強(qiáng)勢回歸

相比傳統(tǒng)塔式工作站，刀片工作站在空間、安全、管理等方面要更有優(yōu)勢。

刀片工作站并不是新鮮事物，在Unix工作站時(shí)代就已經(jīng)有刀片工作站的身影。相比傳統(tǒng)的塔式工作站，刀片工作站具有很多先天的優(yōu)勢：首先，在客戶端只需要輸入輸出設(shè)備即可，大幅簡化了客戶端的管理;其次，所有數(shù)據(jù)處理都在數(shù)據(jù)中心后端，安全等級(jí)得以提升;再次，數(shù)據(jù)中心資源統(tǒng)一管理有利于靈活滿足用戶的需求。

雖然具有這些優(yōu)勢，但早期的刀片工作站由于單片所支持的圖形卡數(shù)量和規(guī)格有限，加上價(jià)格昂貴，并沒有普及開來。另一個(gè)制約刀片工作站發(fā)展的因素是前些年GPU虛擬化技術(shù)發(fā)展緩慢，導(dǎo)致圖形資源難以像計(jì)算資源那樣池化，難以在硬件層面實(shí)現(xiàn)GPU資源的靈活調(diào)度——相比之下，刀片服務(wù)器的發(fā)展要更快，CPU虛擬化技術(shù)已經(jīng)十分成熟，刀片的結(jié)構(gòu)也使之成為最理想的虛擬化平臺(tái)之一。

惠普刀片工作站

NVIDIA Kepler架構(gòu)系列GPU的發(fā)布打破了GPU硬件虛擬化的瓶頸，也為刀片工作站賦予了新的活力。通過GPU虛擬化技術(shù)，GPU計(jì)算資源能夠?qū)崿F(xiàn)“切割”，并行計(jì)算，適合較小的負(fù)載，如果使用過程中用戶覺得性能不足，還可以臨時(shí)進(jìn)行配置，對(duì)性能進(jìn)行調(diào)整;同時(shí)，多臺(tái)刀片工作站也能夠組建為集群，以進(jìn)行大型任務(wù)的處理。

結(jié)合GPU虛擬化技術(shù)，以及刀片架構(gòu)所具備的高度集中、占用空間小、集中管理、安全等優(yōu)勢，刀片工作站如今已然強(qiáng)勢回歸，獲得越來越多用戶的青睞。調(diào)查顯示，工作站用戶正在加速從塔式、機(jī)架式工作站向刀片化工作站的轉(zhuǎn)移，除了國內(nèi)一線城市之外，二、三線城市的用戶都開始在使用刀片工作站產(chǎn)品，特別是一些大公司的分支機(jī)構(gòu)用戶。

刀片將會(huì)是工作站的終極形態(tài)么？

用戶需求決定產(chǎn)品形態(tài)，這條定律在IT發(fā)展史上一直適用。就如計(jì)算機(jī)從大型機(jī)、小型機(jī)發(fā)展到PC和x86服務(wù)器。

如今，云計(jì)算大行其道，成為企業(yè)IT基礎(chǔ)架構(gòu)的變革力量。云計(jì)算催生了數(shù)據(jù)中心的新需求，刀片服務(wù)器、定制化服務(wù)器、整機(jī)柜服務(wù)器等產(chǎn)品成為數(shù)據(jù)中心新貴，因?yàn)樵朴?jì)算客戶需要更加緊湊的基礎(chǔ)架構(gòu)、更加統(tǒng)一的管理、更低的耗電和更高的性價(jià)比。

同樣，圖形用戶也需要云計(jì)算的工作模式，獲得更加靈活的資源交付、更加集中的管理和更安全的數(shù)據(jù)保護(hù)。刀片工作站結(jié)合了傳統(tǒng)工作站和刀片服務(wù)器的優(yōu)勢，自然更加適合云計(jì)算的需求。

如今，工作站廠商也在不斷的改進(jìn)著產(chǎn)品以適應(yīng)云時(shí)代的客戶需求，比如惠普，已經(jīng)將“刀片化”作為融合基礎(chǔ)架構(gòu)和云計(jì)算的戰(zhàn)略重心，并發(fā)布了第九代圖形刀片服務(wù)器HP ProLiant WS460c Gen9，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的10U機(jī)箱內(nèi)容納最多16臺(tái)刀片工作站，采用了全新的E5-2600 v3系列CPU，可支持最高18個(gè)內(nèi)核、同時(shí)配備2133MHzDDR4 內(nèi)存插槽，支持最大1024GB容量，支持高達(dá)12GB GDD5顯存的NVIDIA Quadro M6000系列, 該顯卡可同時(shí)支持最多4臺(tái)4K分辨率顯示器的同時(shí)運(yùn)行，并達(dá)到60Hz的刷新率和30位色。與此同時(shí)，它還具備對(duì)于3D Stereo，NVIDIA GPUDirect，Quadro Sync，NVIDIA nView桌面管理，HDCP和NVIDIA Mosiac等軟件的支持和兼容性，同時(shí)還可以部署遠(yuǎn)程圖形軟件(RGS)，可以使得身處不同地區(qū)的用戶可以實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的遠(yuǎn)程圖形交互與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)協(xié)同。

回到本文主題，塔式工作站、刀片工作站，你會(huì)選擇誰？

筆者看來，市場是多元化的，在圖形領(lǐng)域有著大量的獨(dú)立設(shè)計(jì)師、小型工作室等，具有更高擴(kuò)展空間的傳統(tǒng)工作站似乎更適合這些用戶;而對(duì)于大型客戶，如動(dòng)漫、影視、制造、航天、金融等，采用刀片工作站、以云計(jì)算的方式來提供圖形資源則能夠獲得更大的價(jià)值。

我們可以展望下未來，或許不久后，“圖形云”市場高度繁榮，普通圖形用戶也無需再自行購買工作站，通過云就可以輕易獲得所需的圖形計(jì)算資源，屆時(shí)刀片工作站勢必將取代傳統(tǒng)工作站，成為工作站下一主流形態(tài)。