Wenn’s ein bisschen mehr sein darf

Was ist eine Workstation?

| Autor / Redakteur: Otto Geißler / Ulrike Ostler

Um in Echtzeit an Animationsfilmen zu arbeiten, braucht es die Performance einer Workstation.
Um in Echtzeit an Animationsfilmen zu arbeiten, braucht es die Performance einer Workstation. (Bild: © djama - stock.adob.com)

Mit Workstation wird ein deutlich leistungsfähiger Arbeitsplatzrechner als ein herkömmlicher Desktop-Computer bezeichnet. Häufig kommen Workstations für besonders rechenintensive Aufgaben in Unternehmen, Labors oder in Forschungszentren zum Einsatz.

Eine Workstation ist zwar im Prinzip - wie ein Personal Computer - ein Arbeitsplatzrechner, aber nicht jeder Arbeitsplatzrechner entspricht wiederum einer Workstation. Heute jedoch verwischt sich zusehends die Trennung zwischen einem Personal Computer und einer Workstation. Das rührt daher, dass die PC immer leistungsfähiger und zunehmend im technisch-wissenschaftlichen Bereich eingesetzt werden. Forciert wird dieser Trend durch das Marketing der Hersteller, Desktops als Workstations auszuloben.

Historische Entwicklungen

In den 1980er und 1990er Jahren dominierten Workstations mit Unix- und VMS-Betriebssystemen den Markt. Die meisten Hersteller stellten eigene Hardware auf Basis herstellerspezifischer Hochleistungs-RISC-Mikroprozessoren wie zum Beispiel der PA-RISC-, MIPS- oder SPARC-Serie her. Die Anschaffungskosten für Workstations überstiegen ein Vielfaches die der durchschnittlichen Personal Computer.

Allerdings hat sich bis heute auch im Workstation-Segment die Kombination aus den jeweils leistungsfähigsten Intel- oder AMD-Prozessoren mit Microsoft-Windows- oder Linux-Betriebssystem am Markt durchgesetzt. Der Markt wird von großen Herstellern wie Hewlett-Packard Enterprise, Dell und Fujitsu beherrscht. Wogegen viele der früheren Anbieter von RISC/Unix-Workstations ihren Fokus auf andere Produkte richteten. Die Folge war, dass die meisten Hersteller ihr eigenes Prozessor-Portfolio für Workstations mehr oder minder ganz einstellten.

Einsatzbereiche für Workstations

In der Regel liefern Workstations im Bereich Grafikdarstellung, Rechenleistung, Speicherplatz, Multitasking sowie Zuverlässigkeit und Langlebigkeit überdurchschnittliche Ergebnisse. Daher erlangten sie vor allem in der Produktentwicklung eine wesentliche Bedeutung im Entstehungsprozess von industriell gefertigten Produkten.

Der Einsatzbereich umfasst zum Beispiel die Konstruktion per CAD-Software, die Simulation von Funktionen, die Erstellung digitaler Prototypen und den Entwurf der Werkzeuge und Formen für die industrielle Produktion.

Ein weiterer großer Anwendungsbereich ist die Herstellung von Computeranimationen für Spielfilm- oder Fernsehproduktionen. Dafür kommen viele, über verschiedene Standorte, teilweise in mehreren Ländern verteilte Einzelplatz-Workstations zum Einsatz, um die Rechenleistung zu einem großen Rechencluster zu kombinieren.

Besondere Ausstattungsmerkmale

Zur Erhöhung der Ausfallsicherheit und Langlebigkeit werden professionelle Hardware-Bausteine und teilweise auch Technologien und Komponenten aus dem Server-Bereich integriert. So setzen Workstations unter anderem auf „Intel Xeon“-Prozessoren von Intel, die auf den jeweils aktuellen CPU-Generationen basieren.

Workstations stellen auch ganz andere Anforderungen an Grafikkarten. Um für CAD-Programme riesige, komplexe Konstruktionen von Flugzeugen oder Hochhäusern zu berechnen, sind Rechenleistungen gefordert, die nicht nur große Datenmengen bewältigen, sondern auch ein möglichst hohes Maß an Korrektheit aufweisen.

Grafikkarten werden daher für Workstations nach dem Prinzip „double precision“ optimiert. Denn mit doppelt so vielen Nachkommastellen können sich Rechenfehler weniger schnell kumulieren. Darum werden in Workstations Grafikkarten wie zum Beispiel „Nvidia Quadro“, „Tesla“ oder „AMD Radeon“ verbaut, die zudem den Prozessor entlasten.

Auf dem Motherboard

Auf dem Motherboard ist für reichlich Platz gesorgt: Slots für mehrere Prozessoren, 16 oder mehr RAM-Steckplätze, mehrere Grafikkarten-Slots, Dual-Gigabit-LAN-Ports und vieles mehr. Mehr RAM bedeutet nicht nur mehr, sondern auch schnellere Prozesse. Da die Aufgaben zuerst ins RAM geladen werden müssen, können so umso mehr Prozesse auch schneller abgewickelt und Wartezeiten vermieden werden.

In Workstations befindet sich immer ein Verbund an Festplatten, damit bei Ausfällen von einer oder sogar mehreren Festplatten kein Datenverlust entsteht. Um die Ausfallsicherheit zu optimieren, werden in Workstations oft Netzteile mit mehreren Netzteileinschüben integriert. Fällt ein Netzteil aus, übernimmt sofort das nächste den Betrieb.

Ein 24-Stunden-Betrieb fordert seinen Tribut: Aus diesem Grunde sind Workstations vielfach mit einer ausreichenden Anzahl an Lüftern ausgestattet. Damit der Austausch einzelner Komponenten oder Teile sich schnell bewerkstelligen lässt, wird häufig auf einen werkzeuglosen Zugriff gesetzt.

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