為什么移動(dòng)工作站的地位不可動(dòng)搖?

就在前幾天,NVIDIA突然解鎖了自第一代Maxwell架構(gòu)開始至后續(xù)幾乎所有NVIDIA消費(fèi)級(jí)游戲顯卡的視頻編碼并發(fā)數(shù)量限制,由原先的最高3條提升到了做高5條。再加上近幾年專業(yè)顯卡與游戲顯卡在物理層面共享同一個(gè)顯示核心,具有相近的單精度及雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算能力,并且游戲顯卡在創(chuàng)意設(shè)計(jì)領(lǐng)域也有Studio驅(qū)動(dòng)程序的支持,就有很多小伙伴私信問我說,好像游戲筆記本電腦已經(jīng)在創(chuàng)意設(shè)計(jì)以及視頻剪輯方面非常強(qiáng)悍了,那么現(xiàn)在我們還值得去購買移動(dòng)工作站嗎?

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其實(shí),移動(dòng)工作站雖然與游戲筆記本同屬筆記本電腦的范疇,但它們從來都是兩個(gè)領(lǐng)域的工具。所以今天,我就嘗試用最通俗易懂的方式來為大家解釋一下為何移動(dòng)工作站仍然在筆記本電腦里具有不可動(dòng)搖的一席之地。
我們現(xiàn)在講的“工作站”主要指的是專門用于圖形處理和研究工作的圖形工作站,它的鼻祖是1974年推出的施樂Alto計(jì)算機(jī)。?


進(jìn)入x86時(shí)代之后,區(qū)分一臺(tái)電腦是否是圖形工作站的一個(gè)最重要的標(biāo)志,就是看它所配備的顯卡,是否是專門為OpenGL API和CAD、DCC等應(yīng)用軟件設(shè)計(jì)而生的專業(yè)顯卡。而在現(xiàn)今所有專業(yè)顯卡中,相當(dāng)著名、市場(chǎng)占有率相當(dāng)高、適配性相當(dāng)好的,當(dāng)屬NIVIDA公司所生產(chǎn)的Quadro系列專業(yè)顯卡以及后續(xù)推出的RTX系列專業(yè)顯卡。
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這時(shí),文章開頭小伙伴們的那個(gè)疑問就浮現(xiàn)出來了:現(xiàn)在NVIDIA的RTX Quadro專業(yè)顯卡不但使用的是與Geforce游戲顯卡完全相同的顯示核心,雙精度浮點(diǎn)運(yùn)算性能也已經(jīng)被大幅削弱,在AI與RT領(lǐng)域內(nèi)的功能以及性能方面,游戲顯卡與專業(yè)顯卡并沒有本質(zhì)區(qū)別,甚至為了突出RTX的能力,現(xiàn)在NIVIDA最新的專業(yè)顯卡也已經(jīng)不再使用Quadro品牌,那專業(yè)顯卡究竟還有哪些東西值得我們留戀的呢?
首先我們要記得,無論專業(yè)顯卡的附屬功能如何變遷,專業(yè)顯卡與游戲顯卡最大的區(qū)別,就是游戲顯卡只需要支持OpenGL接口中用于“展示已經(jīng)建造好的模型”的那一小部分函數(shù),直接調(diào)用已經(jīng)構(gòu)建好的模型,將它們直接渲染到游戲畫面中就可以了,而專業(yè)顯卡不但需要在畫面中展示已經(jīng)建立好的模型,更多的時(shí)候還需要配合專業(yè)的制圖軟件,從零開始把模型通過點(diǎn)、線、面的數(shù)據(jù),從無到有地創(chuàng)造出來,所以專業(yè)顯卡需要支持OpenGL接口所有的函數(shù)。
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如果大家覺得以上內(nèi)容很難理解的話,那現(xiàn)在,我來為大家打一個(gè)簡(jiǎn)單的比方。服務(wù)員與廚師都是一家餐廳的工作人員,服務(wù)員只負(fù)責(zé)根據(jù)顧客點(diǎn)的菜單把廚房做好的菜端到顧客的餐桌上就行了,而廚師則需要負(fù)責(zé)揀菜、洗菜、切菜、配菜、燒菜,不但要懂得每種菜的做法以及廚房?jī)?nèi)各種器械的操作方式,更需要根據(jù)顧客的各種要求對(duì)菜品進(jìn)行個(gè)性化調(diào)整,甚至憑空創(chuàng)造出一款新的菜品來滿足顧客的需求。在餐廳缺少服務(wù)員的時(shí)候,廚師可以跑到前臺(tái)來為顧客端菜,可能他做得沒有服務(wù)員那么麻利,但服務(wù)效率并不會(huì)差太多,總有辦法來維持這家餐廳的正常運(yùn)轉(zhuǎn),但如果這家餐廳缺了廚師,那就需要服務(wù)員跑到后廚去燒菜,對(duì)于缺乏燒菜技能的服務(wù)員來說,做好一頓飯的時(shí)間勢(shì)必要比廚師所使用的時(shí)間要多很多,甚至可能完全無法做出一道能吃的菜品來。
在這個(gè)比喻里面,服務(wù)員就是游戲顯卡,廚師就是專業(yè)顯卡,顧客就是顯卡的用戶,而菜品就是模型。正因?yàn)橛螒蝻@卡缺乏對(duì)OpenGL接口中很多函數(shù)的支持,所以在對(duì)應(yīng)的工業(yè)建模以及科學(xué)分析軟件當(dāng)中,它們的運(yùn)算速度就會(huì)非常慢,甚至?xí)?bào)錯(cuò)、崩潰,導(dǎo)致建模以及分析任務(wù)無法執(zhí)行。所以這決定了只要涉及到需要用OpenGL所有函數(shù)的建模領(lǐng)域,配置了專業(yè)顯卡的工作站就必不可少。
其次,這些應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)、科學(xué)分析、拍攝以及制作視覺特效的專業(yè)應(yīng)用程序,比如廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)的Siemens NX、Catia、Creo、SolidWorks,用于地震、石油以及天然氣勘探的Energy,用于生物以及醫(yī)學(xué)研究與診斷的Medical,還有用于視覺制作的UE引擎、3DsMax、Maya、Adobe全家桶,這些應(yīng)用程序的運(yùn)行穩(wěn)定性一旦出現(xiàn)問題,對(duì)使用它們的企業(yè)來說將是非常致命的,所以是否能得到這些ISV,也就是獨(dú)立軟件開發(fā)商的專項(xiàng)支持就顯得尤為重要。相較于沒有經(jīng)過專項(xiàng)優(yōu)化的普通電腦,經(jīng)過ISV認(rèn)證的工作站就成為了企業(yè)的首要選擇對(duì)象。
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然后,對(duì)于游戲顯卡來說,游戲在運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)一兩個(gè)小問題、有一兩幀畫面出現(xiàn)顯示錯(cuò)誤是不會(huì)對(duì)游戲體驗(yàn)造成很大影響的,但是對(duì)于專業(yè)顯卡來說,在運(yùn)行專業(yè)應(yīng)用程序從事專業(yè)工作的時(shí)候,因顯卡硬件存在瑕疵或者顯存容量不足而導(dǎo)致計(jì)算出現(xiàn)錯(cuò)誤是不能被接受的,所以專業(yè)顯卡的運(yùn)算核心都是經(jīng)過精心挑選的優(yōu)秀產(chǎn)品,并且往往都支持ECC顯存,通過ECC糾錯(cuò)的方式來盡量減少運(yùn)算結(jié)果出錯(cuò)的可能性,避免需要多次重復(fù)運(yùn)算來對(duì)結(jié)果的準(zhǔn)確性進(jìn)行檢驗(yàn),從而提升工作效率。而在需要進(jìn)行超大數(shù)據(jù)量的運(yùn)算工作時(shí),還可以通過專業(yè)顯卡橋接器來將顯存擴(kuò)充到一個(gè)對(duì)于游戲顯卡來說十分夸張的地步。再加上工作站往往配備了具有遠(yuǎn)程管理能力的硬件平臺(tái)與ECC內(nèi)存,可以進(jìn)一步減少CPU運(yùn)算造成的錯(cuò)誤,并且可以在工作站的操作系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)立即通過硬件管理平臺(tái)以遠(yuǎn)程遙控的方式進(jìn)行系統(tǒng)問題排查及修復(fù),這是專業(yè)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯繖C(jī)構(gòu)以及追求工作效率的企業(yè)團(tuán)體選擇工作站的第三個(gè)重要原因。
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還有,結(jié)合UE、投影與綠幕的特效拍攝工作在現(xiàn)今影視作品中屢見不鮮,雖然NVIDIA已經(jīng)將游戲顯卡的視頻編碼并發(fā)數(shù)量限制由原先的最高3條提升到了最高5條,但是,仍然只有專業(yè)顯卡所具有的11條~17條視頻編碼并發(fā)數(shù)量,才具備超多顯示器的擴(kuò)展能力,也只有專業(yè)顯卡,才可以配合NVIDIA Quadro Sync模塊,使多塊專業(yè)顯卡與顯示器或投影儀進(jìn)行同步,令投放出來的多個(gè)背景畫面保持完全的同步。


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最后,雖然現(xiàn)階段AI運(yùn)算以及RT運(yùn)算的重要程度已經(jīng)非常高,且游戲顯卡與專業(yè)顯卡在這方面的運(yùn)算性能并沒有本質(zhì)區(qū)別,NVIDIA也創(chuàng)立了NVIDIA Omniverse來幫助使用NVIDIA RTX顯卡的用戶跨多個(gè)3D設(shè)計(jì)工具來創(chuàng)作內(nèi)容、構(gòu)建虛擬世界、訓(xùn)練AI、構(gòu)建工業(yè)流程,但對(duì)于企業(yè)團(tuán)體來說,若要單獨(dú)部署一套屬于自己的NVIDIA Omniverse Enterprise運(yùn)行環(huán)境給到團(tuán)隊(duì)成員以及合作伙伴來使用,那配備了RTX專業(yè)顯卡的工作站是最便捷,也最便宜的方案。

而隨著時(shí)代的發(fā)展,專業(yè)團(tuán)隊(duì)對(duì)于移動(dòng)計(jì)算的需求也在不斷浮現(xiàn),工作站的硬件性能在不斷地提升,用戶對(duì)于工作站使用場(chǎng)景的需求也在不斷拓寬,所以工作站的形態(tài)也不出意外地向移動(dòng)計(jì)算方向發(fā)生了變化。
對(duì)了,大家知道“移動(dòng)工作站”的概念是誰率先提出來的嗎?
是的,就是大名鼎鼎的ThinkPad。
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ThinkPad的“移動(dòng)工作站”最早脫胎于ThinkPad 700系列筆記本電腦,前期經(jīng)歷了老A系12款機(jī)型、T40p、T41p、T42p、T43p、R50p、T60p、T61p,最后于2008年擁有了自己的獨(dú)立系列——W,并于次年與NVIDIA首款移動(dòng)端專業(yè)顯卡——Kepler核心架構(gòu)的NVIDIA Quadro Km一起,推出了ThinkPad W500系列移動(dòng)工作站。在4年之后,配合ThinkPad重拾17英寸產(chǎn)品線,經(jīng)歷了5代產(chǎn)品的W系列工作站筆記本電腦更換系列名稱,ThinkPad P50與P70于2015年正式誕生,然后在經(jīng)歷了4代產(chǎn)品之后,在2020年跟隨ThinkPad整體命名規(guī)則的升級(jí),后續(xù)產(chǎn)品改名為P15/P17,最終在兩代產(chǎn)品之后,隨著16:10屏幕比例的回歸,2022年P(guān)15和P17兩個(gè)尺寸的移動(dòng)工作站合并,成為了現(xiàn)在的P16,而聯(lián)想工作站是阿斯頓馬丁的官方合作伙伴,想必P16機(jī)身外觀的設(shè)計(jì)靈感也來源于阿斯頓馬丁的跑車設(shè)計(jì)吧。
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因為移動(dòng)工作站產(chǎn)品往往在每年的6月份才進(jìn)行更新,所以在現(xiàn)在的這個(gè)時(shí)點(diǎn)上,我們可以購買到的ThinkPad P16,CPU最高可選采用Alder Lake核心架構(gòu),擁有16核心24線程,最高睿頻可達(dá)5.0GHz,并且支持vPro功能的intel第十二代酷睿移動(dòng)端旗艦級(jí)處理器i9-12950HX;內(nèi)存最高支持4條32GB DDR5 4800MHz高頻ECC內(nèi)存,合計(jì)擁有128GB內(nèi)存容量;顯卡最高可選采用Ampere架構(gòu)GA103核心,配備16GB GDDR6 ECC獨(dú)立顯存的專業(yè)圖形顯卡NVIDIA RTX A5500;硬盤最高可選2條4TB PCI-E 4.0的固態(tài)硬盤,合計(jì)擁有8TB硬盤容量;屏幕最高可選16英寸 3840x2400 4K+分辨率,100% AdobeRGB色域,峰值亮度高達(dá)600nits,并且支持HDR400的IPS高清屏幕。ThinkPad P16除了以上強(qiáng)悍的配置以及整機(jī)170W的性能釋放能力以外,還通過了基于MIL-STD-810H標(biāo)準(zhǔn)的12項(xiàng)嚴(yán)苛對(duì)照測(cè)試,無論是把它安放在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行高負(fù)荷運(yùn)算,還是把它帶去戶外從事實(shí)地監(jiān)控工作,ThinkPad P16都能以高性能的姿態(tài)完成各類專業(yè)任務(wù)。
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好的,我們來總結(jié)一下為什么移動(dòng)工作站不可或缺。
我們將移動(dòng)工作站筆記本電腦與配置相近的高端電競(jìng)游戲本進(jìn)行對(duì)比:
在功能側(cè)重方面
電競(jìng)游戲本——使用游戲顯卡、消費(fèi)級(jí)中央處理器以及消費(fèi)級(jí)內(nèi)存,支持DirectX3D接口、Vulcan接口以及一部分OpenGL接口,對(duì)游戲類應(yīng)用軟件進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化,提升游戲運(yùn)行時(shí)的幀率以及穩(wěn)定性,并且運(yùn)用通用計(jì)算單元、AI單元及RT單元的運(yùn)算能力對(duì)少量特定的圖形創(chuàng)意設(shè)計(jì)類軟件進(jìn)行適配和優(yōu)化,從而提升個(gè)人設(shè)計(jì)師的藝術(shù)創(chuàng)作效率。
移動(dòng)工作站——使用專業(yè)顯卡、商用級(jí)中央處理器以及商用級(jí)內(nèi)存,支持DirectX3D接口、Vulcan接口以及OpenGL接口中的所有函數(shù),并對(duì)建筑設(shè)計(jì)、工程管理、施工建造、設(shè)施運(yùn)營(yíng)、產(chǎn)品開發(fā)、制造管理、游戲開發(fā)、影視攝制、媒體娛樂等諸多專業(yè)領(lǐng)域的專業(yè)級(jí)應(yīng)用軟件進(jìn)行專項(xiàng)優(yōu)化,從而提升工業(yè)設(shè)計(jì)師、藝術(shù)家、科學(xué)家以及研究人員在進(jìn)行工業(yè)設(shè)計(jì)、科學(xué)分析、拍攝以及制作視覺特效時(shí)的效率,并且為企業(yè)團(tuán)隊(duì)搭建用以連接、構(gòu)建和運(yùn)營(yíng)3D制作流程的管理平臺(tái)提供基礎(chǔ)性的硬件支持。
在設(shè)計(jì)理念方面
電競(jìng)游戲本——將壓榨硬件性能用以提升游戲畫面的幀率作為最重要的設(shè)計(jì)思路,不會(huì)過于糾結(jié)計(jì)算的準(zhǔn)確性以及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性。
移動(dòng)工作站——將計(jì)算的準(zhǔn)確性以及長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行的穩(wěn)定性作為最重要的設(shè)計(jì)思路,廣泛應(yīng)用ECC顯存與ECC內(nèi)存對(duì)運(yùn)算結(jié)果進(jìn)行校驗(yàn)。
在使用環(huán)境方面
電競(jìng)游戲本——一般只考慮在干凈的室內(nèi)使用條件下的穩(wěn)定運(yùn)行,一旦系統(tǒng)壞了開不了機(jī),就只能請(qǐng)技術(shù)人員當(dāng)場(chǎng)維修。
移動(dòng)工作站——會(huì)通過物理加固機(jī)身結(jié)構(gòu)的方式,使得移動(dòng)工作站得以在各種極寒、極熱、多沙塵、高濕度、液體潑濺、顛簸、跌落以及電磁干擾等各種惡劣工作條件下保持正常運(yùn)行,并且提供硬件級(jí)遠(yuǎn)程控制功能,實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)的遠(yuǎn)程救援能力。
好了,以上就是我對(duì)移動(dòng)工作站的介紹,希望對(duì)你能有幫助。