从《深海》制作中牺牲的几十台“高配电脑”说起

引

要说最近最令人震撼的电影，情怀大片《灌篮高手》都得靠边站，必属画面美轮美奂、特效逆天的大片《深海》。很多观众看后感叹：这绝对是动画片画质的“新天花板”。而这部冲击10亿元票房的动画巨作，仅制作成本就超3亿元，制作周期长达7年。它的官方纪录片，为我们呈现了制作的艰辛。其间还记录了一个“惨烈细节”，那就是在制作過程中，因为屋顶漏雨，损失了四十多台“高配电脑”，而它们中的大部分，其实就是“工作站”。

而提到工作站（Workstation）这种产品，话题就变得非常有趣了！简单说，它是一种80%的人“完全不懂”，近20%的人“懂一点，但又‘着实看不明白”，真正弄得明白的人不到1%的“神秘产品”。

你就是那80%完全不懂的人？没关系，请往下看一分钟，你马上就能晋升为“懂一点，但又‘着实看不明白”的Level2人群^__^！3、2、1，计时开始！

PART1

简单说，工作站和普通电脑硬件上有什么不同？

从硬件端说，最典型的工作站电脑是由“专用处理器+专用主板+支持ECC（错误校验）的内存+专业显卡”构成的。

对比个人电脑（PC），工作站（Workstation）的硬件区别很明显，比如英特尔平台端：

·个人电脑常用处理器是酷睿（Core）品牌，如今基本上每代酷睿处理器都分了i3/i5/i7/i9四个档次。

·个人电脑常用显卡是NVIDIA的消费级显卡GeForce系列，比如GeForceRTX3060/4070/4080/4090等。

·主板也是个人电脑专用的，比如第13代酷睿可用Z790/B760芯片组款型。

·工作站使用的处理器则是至强（Xeon）品牌。至强处理器分为服务器用和工作站用两大类，而最新的工作站处理器是W-2400和W-3400系列，再细分，就是W3/W5/W7/W9四个档次。

·工作站通常搭载专业显卡，时下比较新的是NVIDIA的RTXA6000/A5500/A5000/A4500/A4000等，还有入门级的T1000、T600；另外还有用于深度学习的GV100等。

·主板也是工作站专用的，比如W790芯片组主板，就对应最新的至强W-2400和W-3400系列处理器。

看到这里，恭喜，你已经从“80%的Level1人群”进阶到了“近20%的Level2人群”。

不过为什么又说这Level2是“懂一点，但又‘着实看不明白”呢？因为，只要你看看工作站的价格和奇特的现象，你极有可能“又整不明白了”^__#！

PART2

谜一般的工作站（配件及整机）售价，和“奇怪的现状”

如今大家配台24核32线程的i9-13900K处理器+RTX4070显卡高性能台式机，价格也就万元起，品牌机1.8万元左右。若是笔记本，甚至万元不到就能买到。但处理器核心数量和显卡规格类似的典型工作站产品，价格则是以“万元”为单位的。下图中是国内品牌的“DIY工作站”，使用至强W-3400处理器，显卡还是消费级的而非专业卡，价格动辄六七万元！若是搭载多块专业显卡的至强W9-3495X工作站，价格要20万元以上——注意，这还仅是“DIY品牌”的价格，还不是联想戴尔这样的整机品牌，后者会更贵。

典型的工作站整机，价格缘何这么贵呢？

答案是：因为构成典型工作站产品的各种配件，价格都比个人电脑配件贵很多！有些价格差异甚至是十倍！

处理器端，目前最新的第13代酷睿i9-13900K，建议零售价为589美元；而至强W9-3495X处理器，建议零售价格则是十倍差异，高达5889美元！

显卡端，当下主流的RTXA6000/A5500/A5000专业显卡，价格都在万元之上；如果是高端的QuadroGV100显卡，价格更是高达50000元+！相比起来，消费级顶级显卡RTX4080/4090只要8700元/14000元，“主流强卡”RTX3060甚至只要2500元左右，价格也不在一个档次上。

主板端，相同品牌情况下，消费级主板（比如最新的Z790芯片组）和工作站用主板（比如W790芯片组）也有数倍差价。

OK，现在大家知道了一点：典型的工作站电脑超级贵，是因为处理器、专业显卡、主板等配件都贵。不过，这有啥“看不明白”呢？那么，请用消费级和工作站的处理器、显卡，具体对比一下规格和售价

和消费级处理器进行对比，先按照相同线程比较：

·20线程（14核20线程）的消费级处理器i5-13500建议售价为232美元；而20线程（10核20线程）的W5-2445建议售价为839美元，是前者的3.6倍！

·32线程（24核32线程）的消费级顶级处理器i9-13900K建议售价是589美元；32线程（16核32线程）的W5-2465X/W5-3435X建议售价分别是1389美元和1589美元，是前者的2.3倍和2.7倍！

再按照同物理核心数比较：

·24核的消费级顶级处理器i9-13900K建议售价是589美元；24核的W7-2495X/W7-3455建议售价是2189美元和2489美元，是前者的3.7倍和4.2倍！

然后看看专业显卡和消费级显卡的对比。按照一般性常识，比较CUDA核心数相近的款型：

·CUDA核心数16000+的消费级显卡RTX4090，零售价人民币14000元左右；CUDA核心数18000+的最新款专业显卡RTXA6000Ada架构版，零售价人民币58000元，是前者的4.1倍！

而这，就是大部分“稍懂行的人”看不明白的点：看似相同的规格，凭什么工作站配件贵那么多？就因为它叫至强或是专业显卡？

但，以上还不是真正让人看不明白和糊涂的，如今，让人“彻底晕菜”的是：当你在电商平台搜索“工作站”，会发现铺天盖地而来的并不是我刚才给你看的那些天价产品，而是几千元，甚至“3999元的工作站”。它们基本都搭载酷睿消费级处理器，内存甚至仅8GB，也不用专业显卡，大部分甚至是集显！所以，前面讲的都仅仅是“理论知识”？关于工作站的一切都已经彻底颠覆？那些天价处理器和昂贵的专业显卡其实无人问津？？

看到这里，恭喜你正式成为一个“迷惑的Level2”！关于工作站的传统认知突然给打破了。似乎，传统的工作站产品如今已无人问津了？但，也正是从这里开始，才进入这篇文章的核心。我们将一步一步，把所有关于“工作站”电脑的困惑一一解答。

PART3

工作站变迁史

消费级处理器多核爆发，消费级显卡性能飙升，EasyMoney生意消失

故事要从N年前讲起，那时，消费级处理器还长期停留在4核8线程上，所以彼时工作站产品是“EasyMoney”（轻松赚钱的生意）！6核8核的至强处理器工作站，搭载入门级专业显卡就能卖几万元。

但随着处理器竞争的加剧，“核战争”爆发，消费级处理器的核心数量在几年之内狂翻几倍到现在的16核、24核！同期，消费级显卡性能也突飞猛进，如今已有CUDA核心数高达16000个的消费级显卡了，最大显存也来到了24GB！

如此一来，之前很大一部分低端工作站干的活儿的确给消费级处理器+消费级显卡抢了！大家不再需要掏几万元去买6核、8核至强+入门级专业显卡的入门级工作站了。而恰好，“工作站”产品本来就没有特别严格的配置标准，所以現在大家看到，大量入门级工作站，虽然有“工作站电脑的外壳”，但里面基本就是消费级配件，价格也非常便宜——这，就是时代的变迁。早期的EasyMoney生意，从此消失了！

PART4

从至强系统的真正特性说起PART4典型的工作站，活跃在真正的专业领域

那么，我们是否可以理解为“搭载至强处理器、专业显卡、ECC内存”的“典型工作站产品”日渐式微了呢？

不！其实“被取代的”，是相对低端、入门的产品。而“真正典型的工作站产品”，其“独特卖点”是消费级电脑无法比拟的。而且，它们也在进化，开始以不同的形态，活跃在真正的专业领域。而且，这种“需要典型工作站产品的专业领域”，如今越来越多了（后面会解释）。

Ⅰ.至强处理器和专业显卡真正强的特性是什么？

前面的“同规格比较”，数倍的价差，让不少人困惑！但实际上，是因为大家“还不够真正懂行”。无论是至强处理器，还是专业显卡，都有自己“真正强大的、消费级配件难以比拟的特性”。

先从“工作站专用”的至强W-2400和W-3400系列处理器说起：

●至强W系列处理器，CPU内置的PCIe通道数多得多，W-2400/W-3400系列内置64条/112条PCIe5.0通道！而消费级处理器，如第13代酷睿，CPU内置PCIe5.0通道仅20条。新一代至强W是消费级处理器的3.2倍/5.6倍。

●另外，至强W支持的内存通道数和内存容量都极大，W-2400支持4通道最大2TB内存，W-3400支持8通道最大4TB内存。而第13代酷睿最大支持的内存通道/容量是2通道/192GB。至强对内存通道的支持是消费级的2倍/4倍；内存容量是消费级的11倍/21倍！

●至强处理器支持ECC错误检验内存，而消费级处理器并不支持。ECC内存可确保任务不会在半途报错、宕机——这对于动辄上百、数百小时的项目运算非常重要。而一些大型工程，往往是由上千个“数百小时的子项目”构成的，ECC内存的价值可见一斑。

●真正的多核至强处理器，L3级缓存容量也更大一些，某些应用的性能会更好。

●至强W-2400和W-3400系列都支持AVX-512指令集，可用于AI、高性能计算应用加速。酷睿消费级处理器目前都不再支持AVX-512指令集。

再来说说专业显卡的特性。

●以RTXA6000为例（它算是当下较强的工作站用专业显卡），其CUDA核心数10752个，显存容量高达48GB；而CUDA核心数类似的GeForceRTX3080Ti/4080消费级显卡，显存容量仅12GB/16GB。也就是说，专业显卡，尤其是高端专业显卡，显存容量更大，最大可至3～4倍。

●还有个细节就是对ECC的支持——如今的RTX专业显卡，大部分采用了ECC错误校验显存。而消费级显卡，再高端都不支持。

●高端的专业显卡还支持“NVLink”，可通过桥接实现“火力翻倍”。而新款的GeForceRTX消费级显卡大部分不再支持NVLink功能了，只能“单兵作战”。

Ⅱ.体现在产品形态上，终于明白了“真·工作站”形态为何能如此豪横

看完了上面的介绍，现在大家应该明白：至强处理器、专业显卡，并非“智商税”，也不是简单地“换个名字赚大钱”，而是“有真本事的”！而结合上面这些数据，大家也就很容易明白，为什么工作站主板、真正的典型工作站产品，看起来总是那么“豪横”了^___^。

Ⅲ.那么，什么应用需要这些生猛的特性和夸张的配置呢？

了解了典型工作站配件的特性，了解了“真·工作站”产品能达到的夸张配置上限，一个自然而来的问题就是：究竟什么样的应用，才会需要用到如此豪横的配置呢？

前面我已说过，在消费级处理器核心数量暴增、消费级显卡性能飙升后，的确抢走了传统工作站产品的很多业务。且如今，专业设计软件领域的几家大佬（AUTODESK、达索、西门子、Adobe等），它们的大量设计类软件，只要任务负载不重，其实用消费级平台就能搞定，而这也是如今游戏电脑（高性能电脑）热销的主要原因之一——不少人用它们做相对简单的CAD、视频剪辑和简单的3D建模，以及平面设计。

但，如果涉及真正负载高的活儿，消费级电脑是完全没办法搞定的！必须，或者说至少要借助强大配置的工作站产品。

●比如游戏场景设计、电影特效和动画特效建模等（渲染就更别提了，得靠服务器集群、渲染农场来完成，这是另外的话题了）。

●比如设计汽车发动机、飞机发动机，或者一辆汽车、一架飞机。

●另外，即便是一些看起来很常见的应用，当负载程度和精度提升后，消费级电脑也难以搞定，也需要高配置的工作站。比如视频剪辑，如今用轻薄本都能剪辑FHD级别的手机拍摄视频，但当你的视频素材变成高码率8K时，相信我，消费级电脑是搞不定的！

另外大家还得明白：不同的应用类型，对工作站的性能需求点也是不同的，甚至是截然不同的。

●先说游戏、电影、动画的三维建模。

而涉及如此大规模的特效的建模、粗渲染，对处理器和显卡都有极高的要求，且是属于“上不封顶的需求”——处理器核心数越多、功率释放越强、頻率越高，显卡的CUDA核心数越多、显存越大，效率就越高。这也就是我们看到动画制作公司、影视制作团队，每个人都使用高性能工作站的缘故。

而且，在这个大的领域内，不同的软件，不同的项目，需求也有细分的：比如用MAYA做动画建模和简单渲染，核心是显卡要强；但若用AE做粒子特效，那基本是靠处理器硬扛，且内存容量越大越好；但若是Blender建模和简单渲染，则处理器方案和显卡方案都可选。

前面提到的这台插满了内存和RTX专业显卡的顶规工作站就相对适合电影、动画、游戏设计领域。

知识加油站：关于工作站产品的“投入产出比”

不少懂点硬件知识的“老鸟”都持有这样的观点：至强处理器、专业显卡、ECC内存，同等规格下比消费级电脑贵太多，用消费级的顶规电脑不行吗？即便慢点，但能节约大量开支啊。

但实际上，对于真正需要用到高配置、顶级配置工作站（甚至服务器）的应用来说，这点硬件的钱根本不是个事儿！比如电影《深海》的制作费用就高达3亿元以上，而发行费用也超过了1亿元，工作站的钱其实占比很小。常规性价比思维中，“效率低一倍，但价格便宜两三倍”的成本逻辑在这里完全不适用。还有隐性成本问题：工期长一倍，从正常4年（动画电影正常制作周期为4年，《深海》是遭遇了特殊情况，长达7年）变8年，人工费得增加多少？

而且，人的工龄中，能有几个8年？

●再说工业设计领域。比如发动机设计、汽车设计。这并非单一需求，而是巨大的、复杂的系统工程，需要的工作站产品也有不同。

工业设计是复杂的“系统工程”，尤其是复杂工业品的设计，里面可能涉及数百上千个甚至几千上万个零部件，是巨大的协同工程。也正因如此，工业设计往往是“不同软件商的好几款软件联立使用”，有些是设计单个零部件的，有些是用于全局协同的，有些是用于仿真计算的。而不同的细分应用，对硬件的需求是不同的。

举几个例子：·比如用西门子NX（UG）做一个发动机的外壳，需要渲染出来看效果。这种渲染是“不断迭代的”，迭代次数越多，就越接近真实的视觉效果。而这种渲染，就是吃处理器资源的。处理器核心越多越好，频率越高越好。

·而在工业产品设计中，存在大量的“仿真计算”环节。比如设计汽车，设计师需要知道车在不同速度的行驶中的空气阻力情况、周遭气流分布状况，还得进行碰撞仿真来优化和改进车的框架设计；设计发动机，设计师要知道空气流在发动机内的压力变化、流向变化、速度变化；设计管道系统，设计师得知道管道里的液体流动、相互撞击的情况……这些东西，不可能“一次又一次地实际做实验”，那成本和时间都是难以想象的，所以，就要用到计算机仿真计算。

而仿真计算，基本是靠处理器运算。另外不少仿真计算对内存的要求也极高。消费级处理器最高192GB？不好意思，复杂仿真计算恨不得都用TB级的内存——这也就是很多仿真计算用的工作站采用双路至强处理器，插满了内存，但显卡却是一个入门级T1000显卡的道理，因为它不太需要显卡的性能。

●最后举些大家不容易想到的例子，比如医学影像、地质勘探等。

这是台高端CT机，很多医院都在用。病人如果做心肺HRCT，CT机会将人体上腹部“切片成像”数百张，然后合成为连贯的三维立体影像，这样医生就可以360°无死角地观察病人的心脏、肺部等各器官的情况，包含血管的细节，甚至是血管各个角度的粗细变化、血流影像等。而这个成像与合成的过程，当然是越快越好，这样才能提升接诊效率，让医院在尽可能短的时间内收回设备投资（高端CT机价格超贵）。因此，每台这种高端CT机都会配套一台高端图形工作站，来强化图像处理能力。

这是地质勘探应用中的一个环节，似于CT断层扫描成像，适用领域如石油、天然气勘探等。这种勘探是真正的“巨型工程”，并不是发现地下有油有气，就伸个钻头进去捅那么简单。就举一个例子，地下天然气、石油的贮藏结构是什么样的得探明。而且，一旦从一个点开始开采，其内部会产生如何的流向，会不会影响进一步的开采，会不会导致地质结构不稳定……这些，都需要根据前期采集到的信息进行仿真分析——这种运算，也是吃处理器和内存资源的。但勘探中的成像和组合环节，则是吃显卡算力的。如前所述，不同的细分应用往往需要用到不同的工作站产品。

PART5

工作站需求旺盛，产品百花齐放

很多“个人电脑专家”往往抱有这样的观点：“多核的消费级电脑抢了部分工作站生意，所以宏观上，传统工作站的生意机会变少了。”——而这个观点是完全错误的！

前面我们的确提到了“低端工作站生意被抢，EasyMoney生意消失”，但另一方面，更高的需求在不断诞生，甚至于，越来越多了。

举一个应用需求变迁的例子大家就明白了：七八年前，还没多少人玩得起视频制作和剪辑——因为相关设备少，专业性强，价格也高。但现在手机都能轻松拍摄和快速剪辑视频后，并没有让人们做视频的时间因为效率的提升而减少——相反，因为门槛低了，人人都花费大量时间折腾视频，我们彻底进入了视频时代。而在视频时代中，大家对高清、高质量的视频需求越来越旺盛，视频的清晰度和精美程度越来越高，各大影视剧、电影都开始推出高清、超清版，电影的特效也越来越华丽、绚烂……从宏观上说，对高性能的视频制作、编辑、渲染硬件（包括工作站、服务器等）的需求反而是暴增的，从业人数也在暴增——所以，这个道理很明确了吧。

而需求的暴增，也意味着产品端的百花齐放。前面给大家展示的主要是台式工作站，也称桌面工作站，造型就是传统台式机的样子，当然个头往往更大。但实际上，工作站这种产品形态可以是千变万化的。可以是台式机造型、可以是笔记本造型，也可以像机架式服务器，甚至可以是柜子或箱子，形态上并没有严格的限定。

而除了形态的丰富，工作站的配置也是千变万化、千差万别的。在前文中，各位已经看到——消费级个人电脑，厂商也可以定义它是“工作站”。当然，典型的工作站配置还是以至强（或线程撕裂者）处理器、ECC内存、专业显卡和专用主板构成的，也只有这种配置的典型工作站產品，才能“拔高配置上限”，真正满足高负载专业需求。而具体到不同类型的专业应用，有些配置强调的是处理器的核心数量和内存容量，有些强调图形性能，有些强调存储，也有要求兼顾的。

最后，工作站产品的“制造商”如今也越来越多。传统的“三大家”（戴尔、联想、惠普）名声虽响，但其他国际OEM厂商也在奋起直追。而国内也有大量的OEM厂商和行业厂商制造工作站产品，如曙光、浪潮、紫光等。甚至于国内个别新锐PC品牌如今也推出了工作站产品，如雷神。另一方面，在工作站、服务器领域，还有不少“专精厂商”，如超微（SuperMicro），它不仅为工作站、服务器提供核心配件（如主板、机箱），也参与整机的制造和销售，甚至可构建行业整体解决方案。还有大量的系统集成商，也在根据客户的需求，组装对应配置的工作站或服务器产品。总之，工作站产品的“参与者”越来越多，产品呈现百花齐放态势。

写在文末

至此，你已掌握了关于工作站电脑的绝大部分知识，从典型的硬件构成，到它的发展变迁，到它的独特卖点和真正强大所在，以及具体的细分应用，还有相关生态。恭喜你，你已经成为那“不到1%”的懂行专家！

当然，这篇科普文章也仅仅做了宏观层面的梳理，工作站无论是产品还是具体的应用，都还有很多很多的细节和知识点留待大家去发现和探秘。比如，大家猜猜看，至强W9-3495X（56核112线程）处理器，“火力全开”时的爆发功率能有多高？而稳定输出的最高功率又能有多高？^___^