第一節(jié) 圖形工作站系統(tǒng)定義及性質(zhì)
圖形工作站是一種專業(yè)從事圖形、圖像(靜態(tài))、圖像(動態(tài))與視頻工作的高檔次專用電腦的總稱。從工作站的用途來看,無論是三維動畫、數(shù)據(jù)可視化處理乃至cad/cam和eda,都要求系統(tǒng)具有很強的圖形處理能力,從這個意義上來說,可以認為大部分工作站都用作圖形工作站。
第二節(jié) 圖形工作站系統(tǒng)發(fā)展歷程
20世紀70年代中期,IT公司如雨后春筍般的誕生,軟件需要找到適合運行的硬件平臺,硬件商需要為平臺尋找合適的軟件,我們稱這一時期為個人計算機軟硬件的磨合期。正是經(jīng)歷了這幾年軟硬件磨合期,到80年代初,定位于特定應(yīng)用的個人計算機才得以走入人們生活,真正意義上的圖形工作站也于這一時期誕生。
1、圖形雙星的初創(chuàng)歲月(1982~1985)
1982年,兩家重量級圖形工作站廠商成立,它們是 SGI和SUN。業(yè)界將SGI稱為圖形工作站發(fā)展的鼻祖,因為SGI是最早專注于圖形工作站研發(fā)與制造的廠商。20世紀80年代初,圖形工作站的出現(xiàn)使得市場對該產(chǎn)品的需求空前強烈,IBM、DEC等硬件廠商紛紛加入對這一市場的爭奪。1983年,IBM宣布開發(fā)基于ROMP架構(gòu)處理器的工作站,同年SGI也推出了第一款圖形終端IRIS 1000系列,并與次年4月正式推出業(yè)界首款3D圖形工作站——IRIS 1400,與此同時,MIPS微處理器的出現(xiàn)也激發(fā)圖形工作站廠商開發(fā)自己的RISC處理器。1985年SUN開始SPARC處理器的研發(fā)工作,在此之前,包括SUN在內(nèi)的眾多圖形工作站廠商都依賴于摩托羅拉的芯片供應(yīng)。
2、RISC/Unix時代的百家爭鳴(1986~1993)
由于早期的圖形工作站處理器很多都有摩托羅拉公司提供,這使得圖形工作站的同質(zhì)化問題日趨嚴重,為扼守住自己的一塊蛋糕,包括SUN、SGI、IBM在內(nèi)的廠商都著手開發(fā)自己的RISC處理器和UNIX操作系統(tǒng),試圖通過打造封閉式圖形工作站來保證客戶群體不至流失,同時賺取高額的利潤。正是這一思維為之后Wintel聯(lián)盟的崛起買下伏筆。
1986年是圖形工作站發(fā)展史上值得紀念的年份,這一年IBM發(fā)布了RISC架構(gòu)的Unix計算機——RT PC,并為該機型搭配了AIX系統(tǒng),AIX是基于INTERACTIVE Systems公司的IN/ix(第一個商用UNIX)開發(fā)的。同年,惠普公司的RISC芯片PA-RISC發(fā)布,型號為PA-8000,在此之前,惠普已推出HP-UX操作系統(tǒng)。1987年,SUN與TI公司合作開發(fā)的SPARC處理器正式亮相,這是業(yè)內(nèi)第一款有可擴展功能的RISC架構(gòu)微處理器,但第一個應(yīng)用SPARC處理器的SPARCstation1工作站直到1989年才發(fā)布。這一時期,SGI并沒有發(fā)展自己的處理器,只是放棄了摩托羅拉的68000,轉(zhuǎn)而使用MIPS的處理器產(chǎn)品,1992年MIPS被SGI收購,從而正式將MIPS處理器納入旗下。
到90年代初,IBM、HP、SUN、SGI都發(fā)展了了各自的處理器和操作系統(tǒng),IBM是POWER+AIX,惠普是PA-RISC+HP-UX,SUN是SPARC+Solaris,SGI是MIRS+IRIX。除這四家之外,DEC發(fā)展了自己的Alpha處理器。
3、1994~1996:轉(zhuǎn)守為攻
上世紀80年代,高端計算機市場基本是RISC/UNIX的天下,在當時由于UNIX操作系統(tǒng)發(fā)展已相對成熟,RISC處理器的性能也要優(yōu)于英特爾的x86產(chǎn)品,當時的微軟和英特爾根本無力介入高端計算機市場,這種情況一直持續(xù)到上世紀90年代,轉(zhuǎn)折點就在1994年。1994年微軟發(fā)布了Windows NT 3.5,該系統(tǒng)共推出了兩種版本:工作站版本和服務(wù)器版,從而開啟了與RISC/UNIX陣營在工作站及服務(wù)器市場的爭奪戰(zhàn)。同年3月,英特爾發(fā)布了奔騰處理器,正式告別數(shù)字命名時代。
奔騰處理器是x86系列的革新性產(chǎn)品,相對之前的486產(chǎn)品其晶體管數(shù)量大幅提高,并增強了浮點運算功能,將工作電壓降低至3.3V。自此之后,微軟和英特爾加大力度對新品的開發(fā)和升級,為進一步拓展高端工作站和服務(wù)器市場,1996年微軟又推出了融入了IE瀏覽器的Windows NT 4.0,一共四個版本,分別是工作站版、終端服務(wù)器版及兩個服務(wù)器版。Windows NT 4.0提供文件和打印服務(wù),能運行客戶機/服務(wù)器應(yīng)用程序,內(nèi)置Internet/Intranet功能,為配合微軟戰(zhàn)略,英特爾在1997年初再次更新其奔騰產(chǎn)品線,發(fā)布了新一代奔騰MMX處理器,該處理器在x86指令集中增加了57條多媒體指令,專門用于對視頻、音頻以及圖形圖像數(shù)據(jù)的處理。
從NT操作系統(tǒng)發(fā)布到奔騰處理器的推出,在1994到1996的三年時間里,微軟和英特爾密切合作在工作站和服務(wù)器市場攻城略地,價格居高不下的Unix工作站以及封閉的體系架構(gòu)都減弱了 RISC/UNIX陣營對Wintel聯(lián)盟的反擊力度,而隨著x86處理器性能提升以及 Windows操作系統(tǒng)功能進一步完善,固步自封的UNIX/RISC已認識到形勢之危機。
4、1997~2002:局勢逆轉(zhuǎn)
據(jù)IDC調(diào)研統(tǒng)計,1996年全球RISC架構(gòu)的小型機占據(jù)了78%的市場份額,而x86架構(gòu)小型機僅占22%,這一年實力的天枰依然UNIX陣營傾斜,但這種傾斜角度卻正在發(fā)生變化。
1998年英特爾面向中高端工作站及服務(wù)器市場推出了奔騰2至強處理器,至強是英特爾引入的新品牌,取代之前所使用的Pentium Pro品牌,緊隨其后微軟也發(fā)布了Windows 98操作系統(tǒng),兩家再次聯(lián)手對Unix陣營發(fā)起了猛攻。同年,DEC率先倒下了,這家成立于1957年的公司是圖形工作站領(lǐng)域的元老之一,由于敵不過殘酷的市場競爭終被康柏收購。上世紀80年代,DEC曾匯聚了業(yè)界最優(yōu)秀的軟硬件人才,憑借超前的軟硬件技術(shù)在小型機市場與IBM分庭抗禮,但由于創(chuàng)始人肯?奧爾森的錯誤堅持而導(dǎo)致精英流失,最終淪落被收購的命運。
同時,隨著互聯(lián)網(wǎng)泡沫式發(fā)展,SUN身價卻水漲船高,因為SUN推出互聯(lián)網(wǎng)時代最為流行的語言Java,這也使得互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)商優(yōu)先考慮SUN的產(chǎn)品,到2000年SUN的市值接近2000億美元,然而好景不長,隨著互聯(lián)網(wǎng)泡沫的破滅,到2001年底,SUN的市值就跌倒了不到400億美元。盡管之后SUN推出了一些不錯的技術(shù)和產(chǎn)品,但終究敵不過性價比更占優(yōu)的x86產(chǎn)品,在很多新興國家,互聯(lián)網(wǎng)才剛剛起步,x86產(chǎn)品在這些國家更受歡迎,即便在歐美比較成熟的市場,很多用戶也開始嘗試接受操作更方便且性價比更高的X86產(chǎn)品。
3、2002~至今:勝者為王
1998年DEC被康柏收購,三年后康柏又被惠普收購。2006年SGI被Rackable收購。2009年甲骨文收購SUN。IBM自2002年后就再無推出任何Unix工作站,曾經(jīng)風(fēng)光無線的圖形工作站先驅(qū)們相繼湮滅于歷史長河之中。放眼望去,今天的圖形工作站市場已被x86產(chǎn)品所主宰。自1996年首次推出英特爾處理器工作站后,惠普便開始了由Unix向X86的轉(zhuǎn)型,戴爾早在1998年也推出了首臺Precision 410圖形工作站,到2007年,后起之秀聯(lián)想也加入了這一市場的角逐,這場戰(zhàn)役以Wintel陣營完勝UNIX/RISC陣營而告終。
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