Stacja robocza – czym jest i czym różni się od zwykłego peceta?

Stacja robocza – czym jest i czym różni się od zwykłego peceta?

14 kwietnia 2020 0 przez Paweł Pilarczyk

Stacja robocza nie jest po prostu zwykłym komputerem. To maszyna do pracy dla zawodowców. Musi się cechować najwyższą wydajnością, najwyższą niezawodnością i największym poziomem bezpieczeństwa. A przy tym powinna zajmować relatywnie mało miejsca i być możliwie cicha.

Materiał partnerski

Współczesne komputery mają niezliczoną liczbę zastosowań. Niemniej można je przyporządkować do jednej z kilku kategorii. Mogą to być pecety do biura, komputery gamingowe (do gier) albo na przykład serwery. Ale oddzielną kategorią są też stacje robocze. To maszyny do zadań specjalnych, przeznaczone dla profesjonalistów. Mają wyjątkowe parametry, spełniają wyśrubowane normy jakościowe, a ich zadaniem jest zapewnienie, że zawodowiec będzie mógł wykonać swoją pracę możliwie najsprawniej, a jego dane będą maksymalnie bezpieczne. Właśnie stacjami roboczymi zajmiemy się w niniejszym artykule.

Czym jest stacja robocza?

Stacja robocza to bezpośrednie tłumaczenie terminu workstation. To maszyna do poważnych zadań. Najczęściej na pierwszy rzut oka wygląda po prostu jak zwykły komputer, zamknięty w obudowie typu tower, który można postawić na biurku lub pod nim. Ale stacje robocze dostępne są też w wersjach mobilnych – to notebooki, ale o innych niż typowo parametrach. Dostępne są też stacje robocze w obudowach serwerowych, montowane w szafach typu rack.

Stacja robocza Fujitsu Workstation Celsius M7010

Typowa stacja robocza ma schludny, nawet skromny wygląd. To nie komputer gamingowy o futurystycznym kształcie i skrzący się feerią barw. Dla profesjonalisty wygląd komputera nie ma jednak większego znaczenia. Najważniejsze jest jego wnętrze.

I we wnętrzu stacji roboczej znajdziemy najwięcej różnic w stosunku do zwykłych domowych pecetów czy prostych komputerów biurowych.

Stacja robocza Fujitsu Workstation Celsius M7010 po zdjęciu bocznej ścianki obudowy
Ta sama stacja po demontażu plastikowych osłon komponentów. Widoczne wnętrze i panujący w środku porządek

Stacje robocze muszą zapewnić przede wszystkim najwyższą wydajność, tak by możliwe było jak najszybsze wykonanie pracy. Na komputerach tego typu ich użytkownicy realizują najczęściej bardzo wymagające zadania. Może to być obróbka zdjęć o bardzo wysokiej rozdzielczości, montaż wideo i audio, projektowanie wspomagane komputerowo (CAD – Computer-aided Design), komputerowe wspomaganie prac inżynierskich (CAE – Computer-aided Engineering), modelowanie i wizualizowanie 3D, także przy użyciu technologii VR (rzeczywistości wirtualnej), zarządzanie cyklem życia produktu (PLM – Product Lifecycle Management), sklejanie gigapanoram z tysięcy wysokorozdzielczych zdjęć, symulacje naukowe lub przetwarzanie bardzo dużych ilości danych. Takie zastosowania sprawiają, że „pocą się” przy nich najmocniejsze maszyny i tylko od odpowiedniego doboru komponentów zależy, jak bardzo komfortowe i szybkie będzie realizowanie zadań.

Z tego też względu stacje robocze dzielą wiele komponentów z profesjonalnymi serwerami. To między innymi serwerowe procesory Intel Xeon (chociaż w stacjach stosowane są też desktopowe Intel Core), pamięci RAM z korekcją błędów ECC, najszybsze nośniki danych SSD z interfejsami NVMe łączone w macierze RAID czy najszybsze interfejsy sieciowe. To parametry znane z potężnych serwerów pracujących w serwerowniach. Stacje robocze uzyskują zbliżoną wydajność, ale są przy tym nieporównywalnie cichsze, bo fizycznie stoją najczęściej w niewielkiej odległości od użytkownika i nie mogą mu hałasem przeszkadzać w pracy.

Stacje robocze muszą spełniać jeszcze szereg innych wymagań, na które często nie zwraca się uwagi przy konfigurowaniu typowego peceta biurowego. Muszą pracować maksymalnie stabilnie – zawieszenie się komputera podczas pracy nad zaawansowanym projektem może generować milionowe straty. Muszą być maksymalnie bezawaryjne – z tego samego powodu. Dlatego budowane są z najwyższej jakości elementów, poddawane są rygorystycznym testom jakościowym, mają specjalnie zaprojektowaną konstrukcję zapewniającą najlepszą wentylację i są najczęściej certyfikowane do pracy non stop co najmniej przez trzy lata.

Producenci komputerów mają w swojej ofercie dedykowane linie stacji roboczych. To na przykład stacje robocze Fujitsu Celsius, które posłużą nam w tym artykule jako przykłady.

Podstawowe parametry

Stacje robocze najczęściej nie są uniwersalnymi maszynami, a użytkownik sam musi dobrać ich parametry pod własne potrzeby i wymagania. Podstawową różnicą są stosowane w nich jednostki CPU (procesory). Profesjonalne zastosowania najczęściej wymagają procesorów wielordzeniowych. Typowe procesory do komputerów biurowych czy domowych mają przeciętnie dwa lub cztery rdzenie, lub 8 rdzeni w najwyższych modelach układów Intel Core i9, montowanych najczęściej w bardzo wydajnych komputerach do gier.

W stacjach roboczych również spotkać można procesory znane z desktopów, od podstawowych układów Intel Core i3, poprzez Core i5, Core i7 aż po Core i9. Ale w najwydajniejszych maszynach montowane są już serwerowe procesory Intel Xeon, a te mogą mieć już nawet 28 rdzeni! To już jednak komponenty dla absolutnie najbardziej wymagających i przeznaczone do przetwarzania najbardziej zasobożernych zadań. Cena samego takiego procesora może dochodzić nawet do kilkudziesięciu tysięcy złotych!

Co więcej, wiele modeli stacji roboczych umożliwia instalację nie jednego, a dwóch procesorów Intel Xeon, co podwaja wydajność komputera przy obliczeniach równoległych. Przykładem takiej stacji jest Fujitsu Workstation Celsius R970, w której można zamontować jednocześnie dwa 28-rdzeniowe procesory Intel Xeon Platinum.

Drugim najważniejszym elementem stacji roboczych są wysokowydajne pamięci RAM z korekcją błędów ECC (Error Correction Code). Taka pamięć, również stosowana w serwerach, gwarantuje najwyższą stabilność komputera. Nieoczekiwane zawieszenie się aplikacji, w której aktualnie pracujemy, to przecież ostatnie, czego byśmy chcieli. Stacje robocze w porównaniu do zwykłych pecetów mają ponadto większą ilość slotów na moduły RAM, co umożliwia instalację naprawdę dużej ilości pamięci. We wspomnianej stacji Fujitsu Celsius R970 można zainstalować nawet… 1 TB pamięci RAM.

Co więcej, w stacji Celsius R970 można zainstalować najnowszej generacji pamięć nieulotną: Intel Optane DC. Moduły pamięci Intel Optane DC (zwane DCPMM – DC Persistent Memory Module) przypominają moduły RAM i instalowane są w tych samych slotach, ale w odróżnieniu od RAM nie tracą zapisanych w pamięci danych po wyłączeniu zasilania – czyli zachowują się podobnie do pamięci stałej typu SSD. Są jednak nieporównywalnie szybsze od SSD. Mogą mieć też bardzo dużą pojemność – nawet 512 GB w jednym module DCPMM.

Stosowanie modułów DCPMM w stacjach roboczych pozwala na przykład przechowywanie w nich bardzo dużych baz danych, które dostępne będą natychmiast po uruchomieniu się komputera. Nie muszą być kopiowane wcześniej z pamięci masowej.

Użytkownicy stacji roboczych często pracują na bardzo dużych plikach danych, gdy na przykład sklejają gigapanoramy z tysięcy zdjęć z pełnoklatkowej, cyfrowej lustrzanki. Każda taka fotografia może ważyć nawet kilkadziesiąt megabajtów. Dlatego podsystem dyskowy musi się cechować bardzo dużą pojemnością, a także najwyższą możliwą wydajnością, a jednocześnie zapewniać maksymalną ochronę przed utratą danych. Dlatego w stacjach roboczych instalowane są również najlepszej klasy nośniki SSD, z interfejsami NVMe, które ponadto łączone są w macierze RAID zapewniające ochronę danych i jednocześnie dodatkowo zwiększające szybkość zapisu i odczytu.

Kolejnym kluczowym elementem stacji graficznej jest karta graficzna (GPU). Wydajne karty graficzne nie są niezbędne do wszystkich zadań, ale jeśli komputer ma służyć do modelowania 3D czy wizualizacji, wówczas wysokiej klasy GPU znacząco skróci czas pracy nad projektami. W stacjach roboczych stosowane są najczęściej karty graficzne klasy profesjonalnej, czyli NVIDIA Quadro lub AMD Radeon Pro. To urządzenia mające pewne cechy wspólne z kartami dla graczy typu NVIDIA GeForce GTX czy AMD Radeon, jednak wyposażone w funkcje i specjalne, certyfikowane sterowniki dla oprogramowania do modelowania 3D albo projektowania w aplikacjach typu CAD/CAM/CAE. Karty graficzne klasy profesjonalnej mają też parametry niespotykane w „domowych” akceleratorach grafiki. Przykładowo, karta NVIDIA Quadro RTX 8000 ma zainstalowane aż 48 GB własnej pamięci RAM. Co więcej, podobnie jak w przypadku procesorów, w wybranych modelach stacji roboczych można instalować jednocześnie kilka kart graficznych, co zwielokratnia wydajność komputera w zadaniach wymagających przetwarzania grafiki.

Wybrane modele stacji roboczych zostały zoptymalizowane pod kątem wykorzystania ich w rozwiązaniach wirtualnej rzeczywistości. Przykładowo, komputer Fujitsu Workstation W580power+ może zostać wyposażony w kartę graficzną NVIDIA Quadro RTX 4000, specjalnie przystosowaną do VR. Wspomniana maszyna Fujitsu jest jednocześnie najmniejszym komputerem o tak dużej mocy, gotowym na VR. Jej obudowa ma pojemność zaledwie 21 litrów.

Stacje robocze umożliwiają ponadto podłączenie jednocześnie wielu monitorów (do ośmiu monitorów przy jednej karcie), na co pozwala chociażby technologia NVIDIA Mosaic w kartach Quadro.

Konfiguracja szyta na miarę

Ze względu na fakt, że stacje robocze najczęściej nie są maszynami uniwersalnymi, a konfigurowane są pod konkretne zastosowanie (np. montaż wideo, modelowanie 3D, obliczenia naukowe), przy zakupie stacji warto wybrać taki model, który umożliwia praktycznie dowolną konfigurację komponentów zapewniających najwyższą wydajność komputera w tych konkretnych zastosowaniach. Jeśli zamierzamy pracować na bardzo dużych plikach graficznych, stacja powinna być wyposażona w dużą ilość pamięci RAM i pojemny podsystem dyskowy. Z kolei do modelowania 3D albo do rozwiązań wirtualnej rzeczywistości niezbędny będzie wydajny procesor, ale – co najważniejsze – jak najmocniejsza karta graficzna.

Konfigurując stacje robocze Fujitsu Celsius mamy możliwość wyboru spośród kilkudziesięciu różnych procesorów, możemy wybrać także ilość pamięci RAM (od 16 GB do nawet 1 TB w zależności od modelu komputera), pojemność SSD i rodzaj karty graficznej.

Wysoka kultura pracy

Ponieważ stacje robocze stawiane są w pobliżu biurka, przy którym pracuje ich operator, nie mogą to być maszyny tak głośne jak chociażby serwery w obudowach typu rack. Dlatego projektanci stacji wiele uwagi i czasu poświęcają na zoptymalizowanie systemu chłodzenia w tych maszynach. Stosują ciche, ale wydajne wentylatory, ale także umieszczają komponenty komputera w taki sposób, by zapewnić im możliwie najlepsze chłodzenie. Chowają także wszelkie kable w dedykowanych kanałach, tak by te kable nie blokowały swobodnego przepływu powietrza. W ten sposób w wybranych stacjach udało się uzyskać bardzo wysoką kulturę pracy. Przykładowo, stacja Fujitsu Celsius W580 generuje hałas na poziomie zaledwie 18 dBA.

Naprawa usterek od ręki

Stacje robocze różnią się też od zwykłych pecetów warunkami serwisowymi. Ponieważ są dla ich użytkowników podstawowym narzędziem pracy, każdy przestój spowodowany awarią może generować znaczne straty. Dlatego naprawy usterek, jeśli już takie się przytrafią, dokonywane są w ekspresowym tempie.

Niektórzy producenci, jak wspominane w tym artykule Fujitsu, oferują też możliwość wykupienia dodatkowych usług serwisowych. To między innymi naprawa stacji w modelu door-to-door (komputera nie trzeba zawozić do serwisu, kurier odbierze go od nas i przywiezie po naprawie), a dla bardziej wymagających – naprawa „on-site”, czyli na miejscu pracy. W tym drugim modelu można wykupić usługę naprawy 24/7 (serwisant może się zjawić nawet w środku nocy), a nawet usługę naprawy w przeciągu 4 godzin – to maksymalny czas, po jakim serwisant pojawi się w siedzibie naszej firmy od momentu zgłoszenia awarii.

Ciebie też stać na taką maszynę

Stacje robocze z racji swoich wyśrubowanych parametrów nie należą to najtańszych komputerów na rynku. Nie ma sensu przyrównywać ich do pecetów z marketu, a nawet lepszej klasy komputerów biurowych. Najwyższej klasy komponenty, z których buduje się stacje robocze i setki testów, które muszą przejść, zanim trafią w ręce klientów sprawiają, że maszyny tego typu są droższe od zwykłych pecetów. Ale producenci stacji roboczych ułatwiają ich zakup dzięki oferowaniu szeregu atrakcyjnych modeli finansowania. Taką stację można po prostu wziąć w leasing, uiścić relatywnie niewielką opłatę wstępną, potem co miesiąc opłacać raty leasingowe przez cały okres eksploatacji maszyny (przeciętnie to okres trzech lat). Raty leasingowe można dodatkowo wrzucić w koszty prowadzenia działalności gospodarczej, co obniży wysokość płaconych podatków VAT czy dochodowego.

Dostępne są też modele wynajmu długoterminowego stacji roboczych. Pozwala to na obniżenie comiesięcznych opłat, ponadto po kilku latach eksploatacji stacji możemy ją zwrócić i wymienić na najnowszy model.

Materiał powstał we współpracy z firmą Fujitsu