服务器与工作站计算机有何区别?最大特点是?

　　服务器是指在网络环境下运行相应的应用软件，为网上用户提供共享信息资源和各种服务的一种高性能计算机，英文名称叫做SERVER。服务器既然是一种高性能的计算机，它的构成肯定就与我们平常所用的电脑(PC)有很多相似之处，诸如有CPU(中央处理器)、内存、硬盘、各种总线等等，只不过它是能够提供各种共享服务(网络、Web应用、数据库、文件、打印等)以及其他方面的高性能应用。

　　服务器的高性能主要体现在高速度的运算能力、长时间的可靠运行、强大的外部数据吞吐能力等方面,是网络的中枢和信息化的核心。由于服务器是针对具体的网络应用特别制定的，因而服务器又与微机(普通PC)在处理能力、稳定性、可靠性、安全性、可扩展性、可管理性等方面存在很大的区别。

　　服务器和PC最大的差异就是在多用户多任务环境下的可靠性上。用PC机当作服务器的用户一定都曾经历过突然的停机、意外的网络中断、不时的丢失存储数据等事件,这都是因为PC机的设计制造从来没有保证过多用户多任务环境下的可靠性,而一旦发生严重故障,其所带来的经济损失将是难以预料的。

　　一台服务器所面对的是整个网络的用户，需要7X24小时不间断工作，所以它必须具有极高的稳定性，另一方面，为了实现高速以满足众多用户的需求，服务器通过采用对称多处理器(SMP)安装、插入大量的高速内存来保证工作。它的主板可以同时安装几个甚至几十、上百个CPU(服务器所用CPU也不是普通的CPU，是厂商专门为服务器开发生产的)。

　　内存方面当然也不一样，无论在内存容量，还是性能、技术等方面都有根本的不同。另外，服务器为了保证足够的安全性，还采用了大量普通电脑没有的技术，如冗余技术、系统备份、在线诊断技术、故障预报警技术、内存纠错技术、热插拔技术和远程诊断技术等等，使绝大多数故障能够在不停机的情况下得到及时的修复，具有极强的可管理性(manability)。

　　工作站

　　工作站，英文名称为Workstation，是一种以个人计算机和分布式网络计算为基础，主要面向专业应用领域，具备强大的数据运算与图形、图像处理能力，为满足工程设计、动画制作、科学研究、软件开发、金融管理、信息服务、模拟仿真等专业领域而设计开发的高性能计算机。

　　一般来讲，工作站主要应用在以下领域：

　　(1)计算机辅助设计及制造CAD/CAM：这一领域被视为工作站的传统领域。采用CAD/CAM技术可大大缩短产品开发周期，同时又降低了高技术产品的开发难度，提高产品的设计质量。在CAD领域，大到一幢楼房小到一个零部件，图形工作站都以其直观化、高精度、高效率显示出强有力的竞争优势。

　　(2)动画设计：用户群主要是电视台、广告公司、影视制作公司、游戏软件开发公司、室内装饰公司。电视台利用图形工作站进行各个电视栏目的片头动画制作；而广告公司则用它制作广告节目的动画场面；影视制作公司将其用于电脑特技制作；游戏软件公司将其作为开发平台；室内装饰公司不仅利用图形工作站进行设计，而且可以让用户在装修之前就能看到其装修后的三维仿真效果图。

　　(3) GIS地理信息系统：它所面向的客户群主要是城市规划单位、环保部门、地理地质勘测院、研究所等。他们通常是用图形工作站来运行GIS软件。它使用户可以实时的、直观的了解项目地点及周围设施的详情，如路灯柱、地下排水管线等。这些大数据量的作业也只有在具有专业图形处理能力的工作站上才能高效率地运行。

　　(4)平面图像处理：它是应用普及程度较高的行业。用户通常是以图形工作站为硬件平台，以PhotoShop、CorelDraw等软件为操作工具，致力于影像处理、广告及宣传彩页设计、包装设计、纺织品图案设计等。

　　(5)模拟仿真：在军事领域，模拟仿真技术是训练战斗机驾驶员、坦克驾驶员以及模拟海上航行的有效手段；在科研开发领域，它使设计者在制作样机之前，就可以在图形工作站上进行仿真运行，及时发现问题，对设计进行修改。

从系统架构来看，目前的商用服务器大体可以分为三类，即对称多处理器结构(SMP：SymmetricMulti-Processor)，非一致存储访问结构(NUMA：Non-UniformMemoryAccess)，以及海量并行处理结构(MPP：MassiveParallelProcessing)。

一、SMP(SymmetricMulti-Processor)

所谓对称多处理器结构，是指服务器中多个CPU对称工作，无主次或从属关系。各CPU共享相同的物理内存，每个CPU访问内存中的任何地址所需时间是相同的，因此SMP也被称为一致存储器访问结构(UMA：UniformMemoryAccess)。对SMP服务器进行扩展的方式包括增加内存、使用更快的CPU、增加CPU、扩充I/O(槽口数与总线数)以及添加更多的外部设备(通常是磁盘存储)。

SMP服务器的主要特征是共享，系统中所有资源(CPU、内存、I/O等)都是共享的。也正是由于这种特征，导致了SMP服务器的主要问题，那就是它的扩展能力非常有限。对于SMP服务器而言，每一个共享的环节都可能造成SMP服务器扩展时的瓶颈，而最受限制的则是内存。由于每个CPU必须通过相同的内存总线访问相同的内存资源，因此随着CPU数量的增加，内存访问冲突将迅速增加，最终会造成CPU资源的浪费，使CPU性能的有效性大大降低。实验证明，SMP服务器CPU利用率最好的情况是2至4个CPU。

二、NUMA(Non-UniformMemoryAccess)

由于SMP在扩展能力上的限制，人们开始探究如何进行有效地扩展从而构建大型系统的技术，NUMA就是这种努力下的结果之一。利用NUMA技术，可以把几十个CPU(甚至上百个CPU)组合在一个服务器内。

NUMA服务器的基本特征是具有多个CPU模块，每个CPU模块由多个CPU(如4个)组成，并且具有独立的本地内存、I/O槽口等。由于其节点之间可以通过互联模块(如称为CrossbarSwitch)进行连接和信息交互，因此每个CPU可以访问整个系统的内存(这是NUMA系统与MPP系统的重要差别)。显然，访问本地内存的速度将远远高于访问远地内存(系统内其它节点的内存)的速度，这也是非一致存储访问NUMA的由来。由于这个特点，为了更好地发挥系统性能，开发应用程序时需要尽量减少不同CPU模块之间的信息交互。利用NUMA技术，可以较好地解决原来SMP系统的扩展问题，在一个物理服务器内可以支持上百个CPU。比较典型的NUMA服务器的例子包括HP的Superdome、SUN15K、IBMp690等。

但NUMA技术同样有一定缺陷，由于访问远地内存的延时远远超过本地内存，因此当CPU数量增加时，系统性能无法线性增加。如HP公司发布Superdome服务器时，曾公布了它与HP其它UNIX服务器的相对性能值，结果发现，64路CPU的Superdome(NUMA结构)的相对性能值是20，而8路N4000(共享的SMP结构)的相对性能值是63。从这个结果可以看到，8倍数量的CPU换来的只是3倍性能的提升。

三、MPP(MassiveParallelProcessing)

和NUMA不同，MPP提供了另外一种进行系统扩展的方式，它由多个SMP服务器通过一定的节点互联网络进行连接，协同工作，完成相同的任务，从用户的角度来看是一个服务器系统。其基本特征是由多个SMP服务器(每个SMP服务器称节点)通过节点互联网络连接而成，每个节点只访问自己的本地资源(内存、存储等)，是一种完全无共享(ShareNothing)结构，因而扩展能力最好，理论上其扩展无限制，目前的技术可实现512个节点互联，数千个CPU。目前业界对节点互联网络暂无标准，如NCR的Bynet，IBM的SPSwitch，它们都采用了不同的内部实现机制。但节点互联网仅供MPP服务器内部使用，对用户而言是透明的。

在MPP系统中，每个SMP节点也可以运行自己的操作系统、数据库等。但和NUMA不同的是，它不存在异地内存访问的问题。换言之，每个节点内的CPU不能访问另一个节点的内存。节点之间的信息交互是通过节点互联网络实现的，这个过程一般称为数据重分配(DataRedistribution)。

但是MPP服务器需要一种复杂的机制来调度和平衡各个节点的负载和并行处理过程。目前一些基于MPP技术的服务器往往通过系统级软件(如数据库)来屏蔽这种复杂性。举例来说，NCR的Teradata就是基于MPP技术的一个关系数据库软件，基于此数据库来开发应用时，不管后台服务器由多少个节点组成，开发人员所面对的都是同一个数据库系统，而不需要考虑如何调度其中某几个节点的负载。