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Was ist eine Workstation, wofür braucht ihr sie und könnt ihr damit zocken?

Auch wenn PCs immer schneller werden, kommen sie doch nie an die Leistung von Workstations heran. Diese Aussage stimmt allerdings nicht uneingeschränkt. Warum und für wen sich die teuren Maschinen wirklich lohnen, erfahrt ihr hier.

Was ist eine Workstation?

Eine Workstation ist anders als der Personal Computer eine reine Arbeitsmaschine. Äusserlich unterscheiden sie sich nicht zwingend voneinander, ausser dass Workstation zum unscheinbaren Design tendieren. Eingesetzt werden sie primär von Entwicklern, Analysten, Designern oder Filmemachern. Kurz: Leuten, die mit grossen Datenmengen oder grafisch aufwendigen Anwendungen hantieren. Ausserdem müssen Workstations deutlich zuverlässiger und langlebig sein.

Aus diesem Grund verfügen die besseren Workstations über Hardware, die man in der Regel nicht in Gamer- oder Büro-PCs findet. Nämlich:

ECC RAM: Arbeitsspeicher, der Fehler erkennt und eigenständig korrigiert, bevor sie das System beeinträchtigen.

Prozessor: Workstations setzen meist auf Xeon-Prozessoren von Intel, die auf den jeweils aktuellen CPU-Generationen basieren. Sie unterstützen mehrere Sockel, mehr Arbeitsspeicher, ECC RAM, mehr Kerne und grösseren Cache, um die geforderten Tasks erfüllen zu können.

Grafikkarte: Für AMD Radeon oder Nvidia Geforce hat man hier nur ein müdes Lächeln übrig. Workstations haben ganz andere Leistungsanforderungen an Grafikkarten. Um in Programmen wie CAD riesige, komplexe Geometrien von Flugzeugen oder Hochhäusern zu manipulieren, sind Rechenleistungen gefragt, die nicht zu Vergleichen sind mit denen von Games. Sie sind in der rohen Rechenkraft nicht unbedingt schneller, aber für die wichtige Disziplin «double precision» optimiert. Während bei einem Spiel möglichst grosse Datenmengen bewältigt werden sollen, müssen sie bei bei einer Statikberechnung eines Bauingenieurs möglichst korrekt sein. Mit doppelt so vielen Nachkommastellen kumulieren sich Rechenfehler weniger schnell. Darum wird bei Workstations zu Nvidia Quadro, Tesla und Co. gegriffen. Sie entlasten besonders den Prozessor.

RAID: Ein Festplattenverbund, damit beim Ausfall einer oder sogar mehrerer Festplatten die Daten nicht verloren gehen – und damit man ungehindert weiterarbeiten kann. Geläufig sind die RAID-Level 0, 1 und 5. Bei RAID 0 werden die Platten in Serie geschaltet. Damit wird der Verbund sehr schnell. Allerdings auf Kosten der Sicherheit: Fällt eine Platte aus, sind alle Daten futsch. Dennoch ist RAID 0 interessant, wenn maximaler Datenumsatz wichtig ist und die fertigen Daten regelmässig in ein (langsameres) Backupsystem wandern. Bei RAID 1 hat man hingegen das Backup direkt an Bord. Die Platten sind parallel geschaltet. Man setzt also immer doppelt so viele Platten ein, wie man eigentlich bräuchte. RAID 5 ist der Kompromiss: Es ist schneller und sicherer, allerdings sind mindestens drei Platten nötig. Die Kapazität des Arrays wird nach der Formel «(Anzahl der Festplatten − 1) × Kapazität der kleinsten Festplatte» berechnet.

Garantie: Meist kriegt ihr längere Garantie sowie On-Site-Service, damit der Fachmann direkt bei euch vorbeischaut.

Redundantes Netzteil: Um die Ausfallsicherheit zu erhöhen, werden in Workstations oft Netzteile, die aus mehreren Netzteileinschüben bestehen, eingesetzt. Fällt eines aus, übernimmt das nächste den Betrieb,

Bedienbarkeit: Um schnell Teile bei Bedarf austauschen zu können, wird häufig auf werkzeuglosen Zugriff gesetzt.

Kühlsystem: Um den 24-Stunden-Betrieb zu gewährleisten, sind Workstations in der Regel mit genug Lüftern ausgestattet, damit die Temperatur immer im grünen Bereich bleibt.

Mainboard: Hier kriegt ihr mehr von allem. Platz für mehr als einen Prozessor, 16 oder mehr RAM-Steckplätze, mehrere Grafikkarten-Slots, Dual-Gigabit-LAN-Ports etc.

Betriebssystem: Hier ist der Unterschied am kleinsten. Oft kommt eine Linux-Distribution oder Windows zum Einsatz. Allerdings die Pro-Version, da diese über zusätzliche Business-Funktionen verfügt. Windows 10 Home unterstützt nur eine CPU. Auch MacOS eignet sich für Workstations, siehe Mac Pro.

Wann und für was braucht man sie?

Sobald ihr aufwendige Projekte mit Analyse-Software, Spezialeffekten oder Code-Kompilierungen in Angriff nehmt, profitiert ihr von einer Workstation. Photoshop, Final Cut Pro oder Adobe After Effects könnt ihr zwar auch auf euren normalen PCs und Macs benutzen, sobald die Projekte grössere Ausmasse annehmen, seid ihr mit einer Workstation besser bedient. Ausser ihr starrt gerne Ladebalken an oder geniesst Programm-Abstürze. Workstations kommen oft im Server-Bereich zum Einsatz oder bei Render-intensiven Programmen wie Autodesk Maya, Catia oder Cinema 4D.

Catia wird für professionelle Design-Anwendungen gebraucht. Bild: Solar Design

Früher lieferte man intensive Rechenaufgaben an externe Server, um sie zu berechnen. Heute geht vieles davon auch lokal auf normalen PCs. Wer aber nicht ständig bei jeder kleinen Anpassung dem Ladebalken zuschauen will, braucht eine Workstation.

Um in Echtzeit an Animationsfilmen zu arbeiten, braucht es ordentlich Leistung. Bild: Panama Grand Prix

Taugt eine Workstation auch zum Zocken?

Wenn beispielsweise eine Nvidia Quadro verbaut ist, könnt ihr damit durchaus zocken. Technologien wie DirectX und PhysX werden auch von der Quadro-Serie unterstützt. Das Preis-Leistungs-Verhältnis ist im Vergleich zur Geforce-Serie natürlich unterirdisch. Aber wenn ihr eine Workstation rumstehen hat und mal Lust auf ein Spielchen habt – tut euch keinen Zwang an.

Welche Anwendungen beanspruchen welche Hardware?

Wichtig ist bei all der Hardware, dass sie vom verwendeten Programm unterstützt wird. Der schnellste Xeon-Prozessor oder die teuerste Quadro-Grafikkarte nützen nichts, wenn sie von der Software nicht richtig genutzt werden können. Gleich verhält es sich im Consumerbereich mit Mehrkern-Prozessoren und Games. Wenn ein Spiel nur zwei Kerne unterstützt, bringt euch das Upgrade auf einen Vierkerner keinen Leistungsschub. Die Software muss optimiert sein, damit mehrere Kerne die Arbeit aufteilen und parallel arbeiten können.

Der Prozessor wird bei Video-Encoding besonders beansprucht. Berechnungen mit grossen Datenmengen oder wenn Programmierer Code kompilieren müssen, wird als erstes der Prozessor angezapft.

Hackerman aus «Kungfury» braucht Power, um die Zeit zu hacken.

Der grössere Cache in Xeon-Prozessoren sorgt dafür, dass sie mehr Rechenprozesse gleichzeitig verwalten können und kein Flaschenhals entsteht. Wer beispielsweise 4K-Videomaterial mit Xeon-CPU und richtig viel RAM (wie klingen 2TB?) live bearbeitet, muss nicht ständig warten, bis das Bild nach jeder Veränderung neu aufgebaut ist.

RAID ist sinnvoll, um die riesigen Datenmengen schnell hin und her zu verschieben. Idealerweise kommen SSDs zum Einsatz, die auch beim Encoding-Prozess helfen.

Grafikkarte hilft bei jeglichen Videoanwendungen. In Video- und 3D-Programmen bei der Echtzeit-Bearbeitung. Sprich: Animationsfilme wie «Inside Out», «Moana» und dergleichen. Szenen können mit Workstations unmittelbar oder schneller abgespielt werden, während ein normaler PC stundenlang rechnen müsste.

Mehr RAM bedeutet mehr und schnellere Prozesse. Rechenaufgaben werden zuerst ins RAM geladen. Je mehr RAM vorhanden ist, desto mehr Prozesse können schneller abgewickelt werden. Sonst entstehen Wartezeiten, weil die Prozesse immer hin und her geschickt werden müssen. Einfaches Beispiel sind Browser-Tabs. Habt ihr wenig RAM, und viele Tabs offen, dauert es meist einen Moment, bis ein neuer Tab geladen ist. Mit mehr RAM können mehrere Tabs gleichzeitig geladen werden.

Warum nicht einfach einen Gamer-PC kaufen?

Mit der neusten Nvidia-Titan-Generation ist das durchaus eine legitime Frage. Sie ist deutlich günstiger als eine Quadro-Karte und bringt eine ähnliche Leistung. Mit ihrer Cuda-Architektur ist die Quadro aber auch keine gewöhnliche Gamer-Grafikkarte. Nvidia hat jedoch ein sehr restriktives Verkaufsmodell eingeführt, so dass Firmen gar nicht die benötigte Stückzahl an Titan-X-Grafikkarten kaufen können und so zu den teurere Quadro-Karten greifen müssen.

Weniger krasse Gamer-PCs sind dagegen bezüglich CPU, RAM und Grafikkarte nicht ausgelegt für die Bedürfnisse spezieller Grafik-, oder Berechnungs-Programmen.

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User

Philipp Rüegg

Als Game- und Gadget-Verrückter fühl ich mich bei digitec und Galaxus wie im Schlaraffenland – nur leider ist nichts umsonst. Wenn ich nicht gerade à la Tim Taylor an meinem PC rumschraube, um mehr Leistung rauszukitzeln, schwinge ich mich gerne auf meinen vollgefederten Drahtesel und such mir ein paar schöne Trails. Mein kulturelles Bedürfnis stille ich mit Gerstensaft und tiefsinnigen Unterhaltungen beim Besuch der meist frustrierenden Spiele des FC Winterthur.

30 Kommentare

User xTesla1856

Bitte bitte empfehlt den Mac Pro nicht, schon gar nicht zu dem Preis! Die Hardware ist ein halbes Jahrzehnt alt um Himmelswillen !!!

14.02.2017
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User tim.haettich

Schon einmal etwas von Apple gesehen, mit guter Preis/Leistung...?

15.02.2017
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User rafaelküng

Bemerkung: ein RAID dient nicht primaer als Backup, sondern zur besseren Verfuegbarkeit! Wenn eine Festplatte kaputt geht, kann ich trotzdem weiter arbeiten; und nicht, wenn eine Festplatte kaputt geht, habe ich ein Backup!!
nochmnals kurz: RAID ersetzt KEIN BACKUP :)

14.02.2017
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User Philipp Rüegg

Guter Hinweis. Hab noch einen Satz dazugeschrieben.

14.02.2017
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User BenjaminRichner

RAID1 ersetzt ein Backup bedingt, die Redundanz ist nicht nur zur Verfügbarkeit, sondern auch um Datenverlusten vorzubeugen. Deshalb muss ich hier Philipp Rüegg recht geben, das Backup ist in RAID1 quasi inbegriffen. Nicht geschützt ist man natürlich vor versehentlichem Löschen und Überschreiben, Viren & Malware wie z.B. Crypto-locker, da ja alles "live" auf beiden Platten geschieht.

Hier ist es wichtig, zu überlegen, vor was man geschützt sein will mit seinem Backup.

19.02.2017
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User mikemu912

Guter Artikel, aber eine Korrektur hätte ich noch. Ein Bauingenieur führt Statikberechnungen durch, nicht der Architekt.

14.02.2017
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User Philipp Rüegg

Wieder was gelernt :) habs angepasst

14.02.2017
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User SherlockHolmes

bzw. der Statiker

20.02.2017
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User rovibovi

Ein RAID ist NIE ein Backup, egal in welcher Form auch immer! Ein Backup hat eine Historie und es wird nicht aktiv darauf gearbeitet!

15.02.2017
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User Shiga

Die Erklärung für die Grafikkarte ist hier sehr dürftig, häufig sind WS-Karten bzw. Karten baugleich mit ihrem Desktop/Gaming-Bruder, man zahlt aber für den Treiber-Support (Gibt meistens für jedes CAD einen eigenen Treiber) und ECC-Ram.

14.02.2017
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User Midni9ht

Das stimmt fast gänzlich zu. Einzige Unterschiede sind meist andere Anschlüsse (DP statt HDMI und DVI) sowie viel mehr Videospeicher, welcher zudem ECC unterstützt. Linus erklärt die Unterschiede im verlinkten Video ziemlich gut. Wenn es aber nur ums Zocken geht, kann man diese tatsächlich als "baugleich" bezeichnen, weshalb die Preis/Leistung in dem Punkt dann natürlich unterirdisch ist.

14.02.2017
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User TheRev

Sie unterscheiden sich NUR!!! von Anschlussen und dem BIOS auf der Karte. Ansonsten sind sie 1:1 identisch. Ebenso naja der Preis halt.. Aber das der Redakteur keine Ahnung hat von IT sieht man sehr sehr schnell..

15.02.2017
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User trialgod

Gut klug geschissen, aber falsch :)
Die aktuell schnellste Gamergraka, die Titan X basiert auf der GP102 GPU. "Big Pascal" bzw. den Vollausbau gibt es aktuell nur bei Tesla P100 oder Quadro GP100.
Bevor man anderen keine Ahnung vorwirft, sollte man vielleicht selber mal recherchieren.

15.02.2017
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User Sandro88

Super Artikel. 2h später schaue ich von "Linustechtips" Videos über RBG Beleuchtung, Asus Aura, GSkill Tridentzs Ram (mit natürlich RBG) etc. und stelle mir gerade einen entsprechenden PC zusammen (brauche eh einen neuen, da 5 Jährig)
Damn digitec :)

14.02.2017
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User _saem_

Bin in der gleichen Situation ^^

15.02.2017
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User elbassisto

wait for AMD RYZEN. Hype train ist auf vollem Tempo!

15.02.2017
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User JTR.ch

Der Grund warum ich meine Titan classic die inzwischen durch eine GTX-1080 behalte, da sie bei der CUDA Leistung nicht limitiert wurde wie Geforce Karten. Selbst die neuen Titan sind glaub ich nicht mehr uneingeschränkt bei "Double Precision", das war nur die erste Titan.

14.02.2017
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User illoOminated

Als software-Entwickler will ich definitiv keine Xeon-Prozessoren. Seit unsere Build-Server nicht mehr in der Xeon-betriebenen Virtualisierungsumgebung sondern auf "herkömmlichen" CPUs laufen sind die Builds 35-40% schneller...

18.02.2017
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User adriankreb

Grundsätzlich habe ich die Erfahrung gemacht dass sich solche Workstations nur mit entsprechenden SW Applikationen lohnen welche darauf massgeschneidert sind. Viele werden über die Performance enttäuscht sein weil die meisten Anwendungen die Vorzüge der HW nicht ausnutzen werden.

22.02.2017
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User TheRev

Für den Redakteur:
Windows "Home" Edition sowie Pro etc. unterstützen NUR!! 1 Sockel. Hat ein Gerät mehr als 1 Sockel, muss ZWINGEND Windows Server oder ein anderes Betriebssystem eingesetzt werden. Ansonsten ist nur 1 CPU sichtbar bzw. benutzbar.. Bitte ergänzen im Text..

15.02.2017
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User Philipp Rüegg

Ich habe explizit die Pro-Version erwähnt und die unterstützt zwei CPUs.

15.02.2017
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User TheRev

Stimmt, habe mich vertan bei der Pro Version. Man sollte meiner Meinung nach trotzdem den Home-Teil ergänzen, da ich selber viele Personen kenne, die sich eine "Workstation" selber zusammen bauen, jedoch dann um doch noch günstiger zu sein ein WIN Home kaufen.. Sollte vielleicht erwähnt werden, dass dort dann wirklich nur 1 CPU erkannt wird..

15.02.2017
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User Philipp Rüegg

Hab ich noch ergänzt, damit es etwas klarer wird.

15.02.2017
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User Darcotech

Well, there are also AMD FirePro series that are in the class of Quadro.
The biggest difference between gamer and pro card is in drivers and certifications that manufacturer had to get from software vendors. Also, sometime it is not just 3D that is main need but number of display that can be connect

23.02.2017
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User Shiga

ECC ist auch nur so stark wie das schwächste Glied in der Kette, wenn das NAS kein ECC, ist auch ECC auf der WS auch Perle vor die Säue.

14.02.2017
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User naibaf7

Uhh nein. Das hat nur wenig miteinander zu tun. SSDs und HDDs (wie in einem NAS) haben eigene Fehlerkorrekturmechanismen. Hinzu kommen Journaling und Parität bei den Dateisystemen und evtl. RAID.
ECC hingegen schützt gegen Datenkorruption im RAM und Cache von CPU und GPU, also Daten die aktiv verwendet werden. Ziemlich wichtig wenn sehr viel Speicher vorhanden ist (wie bei einer WS halt üblich) und die Daten darin auch sensitiv auf Fehler sind...

16.02.2017
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User Shiga

Aha und ein einfaches NAS ohne ECC Speicher muss die Daten nicht zuerst im RAM haben, bevor es die Daten auf dem Dateisystem ablegt? ;)
Journaling und und Parität auf HDD-Ebene bringt absolut gar nicht bei einem Data Rot!!! Wenn das Bit "geflippt" ist, es "geflippt" da hilft nur Parität im RAM sprich ECC, bitte mit dem Thema auseinander setzen, als hier Halbwissen zu verbreiten, welcher zu Datenverlust führen kann.

16.02.2017
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User Anonymous

Als Informatiker halte ich die meisten Blogs von euch für reinen schwachsinn. Ob ich nun ein DAC kaufen soll weil der im Handy integrierte zu schwach sei oder einen Gamecontroller via Arduino zu konstruieren usw.

Aber das Hier ist reine Fehlinformation. Testet mal einen Raspberry dann merkt ihrs

16.02.2017
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User Anonymous

Warum sehe ich meinen Kommentar nur eingeloggt? Auch bisschen daneben..

16.02.2017
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