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合成全景【每月干貨】帶你了解PC與工作站的不同之處
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2016-11-10 16:37
各位家人你們好，我是火柴，今天呢給大家講講PC與工作站的區(qū)別，如有疑問可以加扮家家裝機(jī)交流群：385198970
在3D設(shè)計(jì)中，AutoCAD類軟件、3ds Max類軟件都是常用的專業(yè)軟件。這些專業(yè)軟件可以統(tǒng)稱為“3D制圖工具”。應(yīng)該如何分配裝機(jī)資金，就是很多同學(xué)所關(guān)注的問題。很多同學(xué)在3D制圖的配置上存在很多很嚴(yán)重的誤解，也造成了很多不恰當(dāng)?shù)呐渲?。?ds Max的圖形制作用電腦為例，其作用包括三個(gè)階段：第一階段是建立模型，第二階段是光源材質(zhì)，第三階段是渲染。這三個(gè)階段對(duì)工作站的子系統(tǒng)的要求側(cè)重點(diǎn)各不相同，在3ds Max里面，對(duì)硬件的要求也主要集中在這三個(gè)方面，有人把這三個(gè)階段統(tǒng)一稱為“渲染”，這是極不科學(xué)的，也給人們帶來了誤導(dǎo)。
專業(yè)顯卡與游戲顯卡的最大不同在于第二階段方式的不同，游戲顯卡著重“顯現(xiàn)”能力，就是把已經(jīng)做好的東西重現(xiàn)出流暢的畫面；而專業(yè)顯卡著重“生成”能力，就是按照設(shè)計(jì)師給定的坐標(biāo)、參數(shù)，生成虛擬的三維物體。專業(yè)卡除了能比游戲卡更加流暢地控制復(fù)雜的模型外，還支持一些游戲顯卡所沒有的，或者支持度達(dá)不到設(shè)計(jì)工作要求的特效，使設(shè)計(jì)師在建模階段就可以看到最接近最終結(jié)果的畫面。第三個(gè)階段是渲染階段。當(dāng)我們需要把模型或者場(chǎng)景輸出成圖像文件、視頻信號(hào)或者電影膠片，就必須經(jīng)過渲染。這個(gè)操作對(duì)CPU核心數(shù)量極為敏感，多核心等特性對(duì)性能提升巨大，此外也對(duì)內(nèi)存、硬盤響應(yīng)速度的要求也比較高。
3D制圖的重點(diǎn)一般在于設(shè)計(jì)而不是出品，因此建模和第二階段操作是相對(duì)重要的。另外，同核心的游戲卡和專業(yè)卡，專業(yè)卡的驅(qū)動(dòng)更加成熟穩(wěn)定，保證設(shè)計(jì)工作的穩(wěn)定高效進(jìn)行。所以，配置專業(yè)顯卡顯然更合適以后的設(shè)計(jì)工作。 隨著PC硬件的飛速發(fā)展，目前桌面PC的性能越來越強(qiáng)。在CAD（計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）/CAM（計(jì)算機(jī)輔助制造）/3D MAX（三維建模渲染和動(dòng)畫制作）等設(shè)計(jì)領(lǐng)域，使用高端PC代替專業(yè)圖形工作站來進(jìn)行設(shè)計(jì)的情況并不少見。雖然PC可以應(yīng)付一般的設(shè)計(jì)應(yīng)用，但是常會(huì)遇到系統(tǒng)運(yùn)行緩慢，三維圖形顯示錯(cuò)誤或者系統(tǒng)資源耗盡等多 種問題。這時(shí)候如果換用一款專業(yè)的圖形工作站，就可以最大可能的避免這些問題，使工作效率大大提高，節(jié)省創(chuàng)作中需要耗費(fèi)的時(shí)間?！肮び破涫拢叵壤淦鳌?，有了合適的工具，才能使創(chuàng)作靈感無限釋放。那么工作站為什么可以達(dá)到這種效果呢？下面來看一下工作站和PC的幾點(diǎn)主要區(qū)別：
1、CPU處理性能要求不同：三維圖像處理過程由創(chuàng)建三維模型及執(zhí)行幾何運(yùn)算開始。一個(gè)完整的三維圖像處理過程可分為物理運(yùn)算、幾何轉(zhuǎn)換、剪切及光效、三角形設(shè)定和像素渲染四個(gè)階段，其 中需要進(jìn)行大量的浮點(diǎn)運(yùn)算（包括物理實(shí)體、幾何轉(zhuǎn)換、剪切、光效，以及三角形設(shè)定）和整數(shù)運(yùn)算（包括三角形設(shè)定和像素渲染）。3D圖形最終的渲染是由 CPU完成的，這就需要CPU具有強(qiáng)勁的運(yùn)算能力。如果建立一個(gè)大型的3D模型，單顆處理器的運(yùn)算能力無法完成，這就需要雙路甚至多路處理器的支持。而桌面處理器只支持單顆工作，在一般的圖形制作中還可以勝任，在大型3D模型的建立中就有些不堪重負(fù)了。所以在工作站中應(yīng)用的處理器一般是支持雙路或者多路工作的服務(wù)器處理器，比如英特爾的至強(qiáng)處理器、AMD的皓龍?zhí)幚砥鞯取Ｒ灿泻芏嗳俗⒅亓薎7的主頻，覺得主頻高就是王道，覺得I7主頻高建模操作性比E5好，然而孰不知E5有睿頻（睿頻是指當(dāng)啟動(dòng)一個(gè)運(yùn)行程序后，處理器會(huì)自動(dòng)加速到合適的頻率，而原來的運(yùn)行速度會(huì)提升 10%~20% 以保證程序流暢運(yùn)行的一種技術(shù)），E5的睿頻也同樣可以達(dá)到I7的操作性能。
2、芯片組平臺(tái)不同：在計(jì)算 機(jī)系統(tǒng)中，處理器的性能并不能決定一切。主板芯片組的性能同樣決定著整個(gè)系統(tǒng)的性能。在上文中提到，工作站一般采用性能更為強(qiáng)勁的服務(wù)器處理器，而要充分 發(fā)揮處理器的性能，需要適當(dāng)?shù)男酒M作為搭配。應(yīng)用于工作站領(lǐng)域的芯片組一般支持雙路處理器，相對(duì)于普通PC主板芯片組具有更高的前端總線，支持更大容量 的內(nèi)存并且支持多通道內(nèi)存技術(shù)，這樣可以提供更大數(shù)據(jù)吞吐量。同時(shí)，芯片組的性能也關(guān)系著專業(yè)圖形的能力。
3、內(nèi)存技術(shù)和容量不同：由于工作站需要長(zhǎng)時(shí)間工作，對(duì)于系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求非常高。而內(nèi)存如果出現(xiàn)錯(cuò)誤，產(chǎn)生的后果是非常嚴(yán)重的。所以在工作站上一般應(yīng)用了ECC技術(shù)，ECC被稱作 錯(cuò)誤檢測(cè)和糾正，可以檢測(cè)1位或者4位數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，并且進(jìn)行糾正。這樣能有效避免隨機(jī)出現(xiàn)的內(nèi)存軟錯(cuò)誤，保證系統(tǒng)的高度穩(wěn)定性。除了ECC技術(shù)之外，現(xiàn)在工 作站內(nèi)存也應(yīng)用了全緩沖技術(shù)，可以串行的進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，提高了數(shù)據(jù)傳輸速度，并且顯著提高了數(shù)據(jù)傳輸帶寬。而桌面PC系統(tǒng)是不應(yīng)用ECC技術(shù)和全緩沖內(nèi)存技術(shù)的。在內(nèi)存容量支持上來說，工作站可以支持比PC大的多的內(nèi)存，最大內(nèi)存可以支持512GB。
4、存儲(chǔ)系統(tǒng)不同：目前普通PC上應(yīng)用的硬盤接口一般為SATA接口，硬盤轉(zhuǎn)速一般為7200轉(zhuǎn)；而工作站上更多的采用SCSI或者SAS接口硬盤，轉(zhuǎn)速一般可以達(dá) 到10000轉(zhuǎn)或者15000轉(zhuǎn)，并且可以組建磁盤陣列如RAID0/1模式。這樣來看磁盤系統(tǒng)性能的優(yōu)勢(shì)相對(duì)于PC是非常明顯的，可以提供非常高的數(shù)據(jù)存取速度，并且可以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的冗余容錯(cuò)。隨著硬件的快速發(fā)展，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中處理器、內(nèi)存的速度得到了大幅的提升，最終系統(tǒng)的瓶頸就落在了存儲(chǔ)系統(tǒng)上，工作站上高速存儲(chǔ)接口的應(yīng)用和磁盤轉(zhuǎn)速的提升，對(duì)工作站整體性能的提升是不言而喻的，同樣也可以直接上SSD固態(tài)。
5、顯示系統(tǒng)不同：作為主要承擔(dān)圖形處理任務(wù)的圖形工作站，顯示系統(tǒng)至關(guān)重要。在工作站上安裝的專業(yè)顯卡和民用的普通顯卡具有很大區(qū)別。首先，專業(yè)顯卡與普通顯卡的側(cè)重點(diǎn)不同。普通顯卡的主要目的是很好地運(yùn)行各種OpenGL和Direct3D游戲，在全屏幕下表現(xiàn)渲染好的三維圖形，其主要追求游戲運(yùn)行的流暢度，而不是精度和模型的復(fù)雜度。專業(yè)顯卡的主要目的是高精度地顯示各種復(fù)雜的、大規(guī)模的三維模型，而且需要顯示復(fù)雜的線框模型，在一些3D MAX和CAD/3D MAX應(yīng)用中，幾何和光線處理的要求也很高。不同的功能側(cè)重使得專業(yè)顯卡和普通顯卡的硬件設(shè)計(jì)完全不同。其次，普通顯卡的驅(qū)動(dòng)程序雖然也支持OpenGL，但其僅支持游戲軟件常用的OpenGL子集。專業(yè)顯卡由于需要運(yùn)行專業(yè)應(yīng)用軟件，因此它必須支持OpenGL全集。這種差別使得許多高檔普通顯卡在運(yùn)行專業(yè)軟件時(shí)性能并不高。
自MAX2011以后的版本，MAX推出新版顯示驅(qū)動(dòng)程序Nitrous Direct3D，對(duì)于新版驅(qū)動(dòng)對(duì)顯卡的支持也有了更高的要求，在英偉達(dá) Quadro?以及英偉達(dá) Quadro? FX專業(yè)圖形解決方案上，英偉達(dá) 3ds Max高性能驅(qū)動(dòng)程序可為Autodesk 3ds Max?、3ds Max Design 和 3ds VIZ軟件提供最佳的Direct3D性能。 通過與Autodesk公司展開密切合作，開發(fā)了3ds Max高性能驅(qū)動(dòng)程序，該驅(qū)動(dòng)程序是一款針對(duì)3ds Max的免費(fèi)軟件驅(qū)動(dòng)程序，在某些情況下與Direct3D原生支持或者消費(fèi)級(jí)顯卡相比，這款驅(qū)動(dòng)程序能夠?qū)崿F(xiàn)大幅性能提升（在某些測(cè)試中最高可達(dá)4倍）這一驅(qū)動(dòng)支持到MAX2011。隨著時(shí)代的發(fā)展，英偉達(dá) Quadro高性能驅(qū)動(dòng)程序?qū)AX版本的支持也越來越高，英偉達(dá) Quadro高性能驅(qū)動(dòng)程序通過Autodesk專業(yè)應(yīng)用（SVI）認(rèn)證，為MAX提供了最佳的性能（最高支持到MAX2016）。因此專業(yè)顯卡和游戲顯卡只能是術(shù)業(yè)有專攻，針對(duì)不同應(yīng)用程序的兼容和優(yōu)化。游戲卡是針對(duì)游戲而設(shè)計(jì)，而專業(yè)卡是針對(duì)專業(yè)應(yīng)用而設(shè)計(jì)。
6、操作系統(tǒng)不同：在普通PC應(yīng)用中，為了追求更為廣泛的軟件兼容性，即使硬件平臺(tái)為64 位，用戶也一般會(huì)安裝32位操作系統(tǒng)。而在工作站應(yīng)用領(lǐng)域則不同，工作站需要更大的內(nèi)存，而32位系統(tǒng)能夠識(shí)別的內(nèi)存容量?jī)H為3GB左右。而64位操作系統(tǒng)可以支持128GB的內(nèi)存，并且64位操作系統(tǒng)可以同時(shí)處理更多的數(shù)據(jù)，允許工程師創(chuàng)建更大、更復(fù)雜的模型，同樣，通過 64 位計(jì)算，數(shù)字內(nèi)容創(chuàng)作者（包括三維動(dòng)畫設(shè)計(jì)人員、數(shù)字藝術(shù)家和游戲開發(fā)人員）可以大大減少以數(shù)字方式呈現(xiàn)三維模型所用的時(shí)間。
7、軟件驅(qū)動(dòng)支持不同：對(duì)于圖形工作站來說，其驅(qū)動(dòng)一般經(jīng)過獨(dú)立軟件設(shè)計(jì)商ISV的認(rèn)證，使顯卡等硬件可以更穩(wěn)定更流暢的運(yùn)行專業(yè)應(yīng)用軟件。并且，工作站整體硬件經(jīng)過測(cè)試，可以完全兼容CAD/CAM/3D MAX等設(shè)計(jì)軟件，能夠保證這些軟件穩(wěn)定的運(yùn)行。
總結(jié)：要做瓷器活 你要有金剛鉆
“飛雪連天射白鹿，笑書神俠倚碧鴛”，金庸先生幾部我們?cè)偈煜げ贿^的武俠經(jīng)典，雖然近年來一次次在熒屏上被輪番糟蹋，讓眾多擁躉跳腳罵娘。但拋開雷人的對(duì)白、荒唐的角色不說，單單就視覺效果而言，近幾年武俠電視劇的進(jìn)步還是明顯的，雖然還有人念念不忘83版射雕的經(jīng)典，但刀光劍影、飛檐走壁的新版還是讓“東邪西毒，南帝北丐”看起來更像絕頂高手，也還是更能為我們帶來更多的樂趣。畢竟，技術(shù)進(jìn)步的大潮勢(shì)不可擋！
劇本和創(chuàng)意的匱乏，使得從電影到電視劇，甚至到各類綜藝節(jié)目無一不靠更華麗的視覺特效來俘獲觀眾。而國(guó)家亦將創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新支柱，加大扶持力度，包括動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)在內(nèi)也迅速發(fā)展。多方面的合力換來了三維動(dòng)畫師這個(gè)新興行業(yè)的蓬勃發(fā)展，年輕人對(duì)這些非傳統(tǒng)領(lǐng)域的就業(yè)機(jī)會(huì)也有更高興趣，至少“三維動(dòng)畫師”聽起來更多了層浪漫的味道。
產(chǎn)業(yè)的需求與自身的愿望是契合了，但我們年輕的動(dòng)畫人是否真正做好了準(zhǔn)備，為了你的事業(yè)和未來奮斗終身呢？貌似我聽到了懇切鑒定的回答，真的么？是的，你要學(xué)習(xí)圖形技術(shù)、要學(xué)習(xí)專業(yè)軟件操作、還要學(xué)習(xí)美術(shù)基礎(chǔ)，但僅僅有這些就足夠了么？
俗話說“工欲善其事，必先利其器”、“沒那個(gè)金剛鉆，別攬那個(gè)瓷器活”，我們那些還在校園里努力，或者在成功道路上蹉跎著的中國(guó)未來的偉大“繪圖猿”們，你們的利器是什么？你們的金剛鉆又在哪？
每個(gè)“繪圖猿”都應(yīng)該擁有一部自己的工作站
毫無疑問，“繪圖猿”們手中最鋒利的武器就是那傳說中的——圖形工作站！
可能很多初入這個(gè)行業(yè)，甚至還在象牙塔里鍛造金身的朋友尚滿足于在自己那臺(tái)PC上涂涂畫畫，渲染幾個(gè)簡(jiǎn)單的小場(chǎng)景，第一次聽到圖形工作站這個(gè)概念的時(shí)候，心不在焉的問一句：“那是個(gè)啥？”以為自己這臺(tái)看似冠絕于宿舍甚至朋友間的高配置PC就能描繪出世界的一切！殊不知一臺(tái)專業(yè)圖形工作站的威力，足可甩開任何頂級(jí)配置PC機(jī)N條街！那圖形工作站到底有什么作用？好處又在哪里呢？
從名稱看，圖形工作站就是專門用于圖形創(chuàng)作的高性能電腦。無論你是要運(yùn)行PhotoShop描繪一幅燦爛秋景，還是要通過3DsMAX或MAYA制作一段威震天和擎天柱的生死大戰(zhàn)，圖形工作站都能順暢快速的幫你完成。當(dāng)然，這臺(tái)“電腦”絕對(duì)不僅僅要有超群的性能，更擁有普通PC無法企及的穩(wěn)定性和專業(yè)兼容性！甚至于穩(wěn)定性和兼容性的要求要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過對(duì)性能的要求！你能忍受你吃飯的筷子，在奮力的夾著一塊東坡肘子馬上就要放到嘴里的時(shí)候，斷了。你心疼的不會(huì)是那雙筷子，而是肉！
大體了解了圖形工作站是干什么的，那使用它會(huì)有什么好處呢？第一，它快?？斓亩x有很多種，對(duì)于圖形工作站而言，在專業(yè)的圖形軟件中表現(xiàn)出速度優(yōu)勢(shì)才是根本！而專業(yè)工作站能做到這一點(diǎn)的最重要問題就是采用了像QUADRO這樣的專業(yè)顯示卡，通過在硬件和驅(qū)動(dòng)上的全面優(yōu)化和功能提升，達(dá)到普通PC和普通顯卡無法企及的專業(yè)軟件應(yīng)用速度。當(dāng)然，一些高端的圖形工作站也會(huì)配備多顆CPU和超大的內(nèi)存，使得整體運(yùn)行速度再次提升。第二，它踏實(shí)。這個(gè)踏實(shí)包含了兩層意思，第一是它運(yùn)行穩(wěn)定，從主板、內(nèi)存、顯卡、處理器等各個(gè)硬件方面，都經(jīng)過了嚴(yán)格的穩(wěn)定性測(cè)試，從源頭作出保證；其次，最重要的專業(yè)圖形軟件兼容性方面，工作站通過使用專業(yè)顯卡和對(duì)應(yīng)的專業(yè)驅(qū)動(dòng)來達(dá)成。因?yàn)閷I(yè)顯卡驅(qū)動(dòng)都會(huì)經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)試，并通過各主要專業(yè)軟件公司的認(rèn)證！一打開QUADRO的專業(yè)驅(qū)動(dòng)面板，一堆認(rèn)識(shí)的不認(rèn)識(shí)的專業(yè)軟件優(yōu)化項(xiàng)目足夠你乍舌！
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