ZTOP+ZUMO

PC Workstation: O que é, quando usar e por quê?

Depois de falar tanto sobre Workstations, o que é realmente esse produto e para que serve?

Como o próprio nome sugere, “Workstation” (ou “Estação de Trabalho”) é um termo meio genérico que descreve qualquer computador especificamente projetado para ser usado por apenas uma pessoa por vez, o que implica que toda a sua capacidade de processamento está à disposição do seu operador. Isso soa como música nos ouvidos daqueles que viveram a era do mainframe e que tinham que disputar no tapa um tempinho maior no sistema de time sharing do computador. Quem assistiu ao terceiro episódio da segunda temporada da série de TV “The Big Bang Theory” deve saber do que estou falando.

Entre os precursores desse conceito estão os computadores IBM 1620 (embaixo) e o IBM 1130, que eram — na época — considerados sistemas “pequenos” e de “baixo custo” capazes de interagir diretamente com seu operador por meio de um console:

IBM_1620

O interessante é que, mesmo com a revolução do computador pessoal, ainda por um bom tempo as workstations se mantiveram isoladas num mundinho à parte dos microcomputadores de linha (como os PCs com SO da Microsoft), utilizando plataformas baseadas em processadores RISC que, na época, eram realmente mais velozes que os CISC (= Intel x86) e rodavam sistemas operacionais “de respeito”, como Unix e seus dialetos.

Isso fez com que esses equipamentos — além de caros — fossem considerados um produto de nicho, reservado para uma seleto grupo de engenheiros, cientistas e acadêmicos, que passavam o dia debruçados sobre tarefas bem trabalhosas, como a análise dados complexos, visualização de modelos matemáticos e até simulações físicas por meio de gráficos em 3D — algo que também abriu portas para uma nova categoria de aplicações técnicas, como CAD, GIS e até artísticas, como animação por computador.

HP9000-425-Workstation

De fato, no início dos anos 1980, surgiu até um curioso conceito, batizado de “Computador 3M“, que estabelecia que uma workstation para uso acadêmico/científico deveria ter, no mínimo, o seguinte:

  • Um Megabyte de memória
  • Um Milhão de pontos na tela (1.000 x 1.000 pixels)
  • Capacidade de processar pelo menos um Milhão de instruções por segundo (= 1 MIPS)

Quando comparado com um IBM PC da época:

  • 640 KB de memória
  • 64 mil pontos na tela (640 x 480 pixels)
  • Capacidade de processar 30 Mil FLOPS (Operações de ponto-flutuante por segundo)

Porém, à medida que os sistemas de linha evoluíram e se tornaram cada vez mais velozes e sofisticados — com suporte para mais RAM/disco, redes locais, telas maiores e coloridas, suporte a som, gráficos 3D, etc. — as vantagens oferecidas pela plataforma RISC com Unix não eram mais tão atraentes. Isso chegou a tal ponto que, desde a virada do século, muitos fabricantes começaram a adotar a plataforma x86 com Windows em seus modelos de entrada, permitindo assim que qualquer pessoa familiarizada com o ambiente de trabalho da Microsoft agora pudesse ter e operar uma workstation.

E o contrário também é válido, ou seja, qualquer engenheiro ou cientista que passava o dia analisando projetos ou modelos matemáticos, agora, podia redigir seus relatórios ou montar suas planilhas com os mesmos aplicativos de escritório usados pelo resto da firma, permitindo assim que todos trabalhem dentro de um mesmo ecossistema:

HP_PCxWK_usos

Viva a lei de Moore!!!

Mas, como tudo na vida, essa mudança também teve um efeito colateral inesperado. À medida que os conceitos de PC de alto desempenho e de workstations de entrada começaram a se fundir, eles também começaram a se “confundir” — principalmente a cabeça do usuário mais leigo, que muitas vezes não sabe diferenciar uma coisa…

PC_gamer_generico

…da outra:

HP_ZSeries_Z820_internal

Isso porque, nos dias de hoje, muitos dos componentes usados nas workstations de entrada são praticamente os mesmos usados nos PCs de linha, o que também faz com que a diferença de preço fique muito próxima. De fato muitos desktops de linha voltados para o segmento de gamers ou montados por entusiastas possuem características que podem até ultrapassar algumas workstations, muitas vezes utilizando recursos extremos, como overclocking e/ou sistemas refrigeração bem exóticos à base de água ou até de nitrogênio.

Fora isso, algumas aceleradoras gráficas de consumo, como a linha GeForce, utilizam a mesma GPU usada pela linha Quadro. A diferença está apenas nos drivers que, no caso das Quadro, são codificados sob medida para atender às demandas únicas dos programas de CAD e são vendidas por um preço bem mais elevado. Isso faz com que muitos usuários optem por adotar placas GeForce com drivers modificados para “destravar” os recursos específicos da linha Quadro.

Isso nos remete ao clássico cenário daquele usuário que começou por baixo, com um PC de linha, e agora precisa de um equipamento mais performático para desenvolver o seu projeto de engenharia e/ou de criação de conteúdo, e acaba comprando e/ou montando um PC Gamer.

Na teoria funciona? — A princípio, sim.

E na prática é a melhor solução? — Não necessariamente.

E de tanto ouvir histórias deste tipo é que nós aqui deste Ztop+Zumo resolvemos escrever esse post, para esclarecer as diferenças entre um PC de linha e uma workstation.

Para isso, contamos com a ajuda do pessoal da HP Inc., que gentilmente nos cedeu dois equipamentos para uma comparação lado a lado. A primeira delas, uma workstation HP Z230: um modelo de entrada equipado com processador Intel Xeon E3 1245 v3 “Haswell” de 3,40GHz …

HP_Z230_overall2

… e um HP Elitedesk 800 G1 SFF: um desktop corporativo equipado com processador Intel Core i7 4770 “Haswell” também de de 3,4 GHz:

EliteDesk_800_overall

Especificações mais detalhadas de cada equipamento podem ser conferidas na tabela abaixo:

HP Z230 WorkStation HP Elitedesk 800 G1 SFF
HP_Z230_speecy EliteDesk_Speecy
Processador Intel Xeon E3 1245 v3 “Haswell”
de 3,4~3,8 GHz + 8 MB cache
Intel Core i7 4770 “Haswell”
de 3,4~3,9 GHz + 8 MB cache
Memória 16 GB DDR3 de 798 MHz com ECC 8 GB DDR3 de 798 MHz
Aceleradora gráfica NVIDIA Quadro K2200 4.095 MB Intel HD Graphics 4600
Memória de vídeo 4.095 MB Dinâmico
(compartilhado com a RAM)
Armazenamento TOSHIBA DT01ACA1 de 1 TB Seagate ST1000DM de 1 TB
Gravador de DVD? Sim Sim
Interface som Realtek High Definition Audio Realtek High Definition Audio
Interface rede Gigabit Ethernet Gigabit Ethernet
SO Windows 7 SP1 de 64 bits Windows 7 SP1 de 64 bits
CPUZ HP_Z230_CPUZ EliteDesk_CPUZ
GPUZ HP_Z230_GPUZ EliteDesk_GPUZ
Windows Experience HP_Z230_Win_Exp EliteDesk_WinExp

 

O que a tabela acima mostra, é que a HP teve a preocupação de nos enviar dois sistemas mais ou menos equivalentes no que se refere à geração e a velocidade do processador (Haswell de 3,4 GHz). Fora a aceleradora gráfica, talvez a principal diferença esteja na quantidade de memória RAM que, no caso do Z230 (16 GB) chega a ser o sobro do Elitedesk (8 GB), o que está dentro do esperado, se levarmos em consideração o modelo de uso de cada equipamento.

Vale a pena destacar o uso de memórias ECC (Error Correcting Code) na Z230 que, para quem não sabe, é um tipo de memória RAM capaz de autocorrigir erros de single-bit (como a inversão do seu estado lógico de 0 para 1 ou vice-versa) e que, por causa disso, são muito usadas em servidores que rodam aplicações que não podem tolerar erros de dados, em especial nas áreas científicas e financeiras.

Mas para que isso funcione é necessário que a CPU também seja compatível com essa tecnologia, o que explica o uso de um processador Xeon E3 nesse sistema. Isso que faz com que — sob um certo ponto de vista — as atuais workstations x86 não deixem de ter um parentesco mais próximo de um servidor do que um PC de linha.

Pelo fato de não termos muita experiência com workstations, rodamos os mesmos testes de desempenho que usamos para avaliar um PC de linha, a saber:

Testes de desempenho HP Z230 WorkStation HP Elitedesk 800 G1 SFF
Desempenho
PCMark 8 (Normal) 4.000 pontos 3.185 pontos
PCMark 8 (Accelerated) 4.631 pontos 3.179 pontos
Cinebench R11 (32 bits) 112,9 fps (OpenGL)
7,24 pts (CPU)
25,49 fps (OpenGL)
7,4 pts (CPU)
Cinebench R11 (64 bits) 112,33 fps (OpenGL)
7,9 pts (CPU)
25,51 fps (OpenGL)
8,06 pts (CPU)
Cinebench R15 118,77 fps (OpenGL)
729 cb (CPU)
21,09 fps(OpenGL)
750 cb (CPU)
Y-Crunch 0.6.9
(Calcular Pi com
1 milhão de decimais)
163,768 seg (8 threads)
672,163 seg (1 thread)
167,060 seg (8 threads)
660,242 (1 thread)
Y-Crunch 0.6.9
(Calcular Pi com
2 milhões de decimais)
469,193 seg (8 threads)
2.009,825 seg (1 thread)
N/A
(RAM insuficiente) :-/
HTML5
HDxPRT WebXP 2013 3.089 +/- 78 pontos 1.916 +/- 31 pontos
HDxPRT WebXP 2015 759 +/- 10 pontos 411 +/- 7 pontos
Processamento de vídeo
DVD Flick (1 Thread)
Converter AVI -> DVD
1h02m47s 1h34m19s
DVD Flick (8 Threads)
Conveter AVI -> DVD
1h02m35s 1h02m33s
Freemake Video Converter
Converter DVD -> AVI
00h32m00s 00h31m55s
Resiliência
Y-Crunch 0.6.9
(Calcular PI por ~24 horas)
 HP_Z230_YCrunch_2M_stress EliteDesk_YCruncher_stress
Gráficos
3DMark Ice Storm Extreme
(dispositivos móveis de linha)
100.646 pontos 35.608 pontos
3DMark Ice Storm Unlimited
(Dispositivos móveis e
PCs de entrada)
136.229 pontos 59.040 pontos
3DMark Cloud Gate
(Notebooks básicos e
PCs domésticos)
18.044 pontos 7.436 pontos
3DMark Sky Diver
(Laptop Gamer e
PCs de linha)
13.264 pontos 3.372 pontos
3DMark Fire Strike
(PCs de alto desempenho)
3.831 pontos 727 pontos
3DMark Fire Strike Extreme
(Sistemas multi-GPU
e PCs acelerados)
1.890 pontos 361 pontos
3DMark Fire Strike Ultra
(PCs 4K)
930 pontos N/D

 

O que esses resultados mostram é que, em termos de força bruta do processador (Y-Crunch 0.6.9 e teste de CPU do CineBench), o desempenho do Xeon e do Core i7 foi praticamente o mesmo, apesar de que a memória extra do Z230 mostrou sua força nos testes de PC Mark 8 e HDxPRT. O mesmo pode ser visto no desempenho gráfico, o Z230 também apresentou resultados bem expressivos, tanto no CineBench (OpenGL) quanto nos testes de 3DMark.

Também executamos um teste de resiliência com o Y-Crunch 0.6.9, fazendo com que ambos os sistemas estressassem seu processador, calculando o número Pi por 24 horas. Ambos os sistemas passaram pelo teste sem problemas. Para ser honesto, esperava que o Elitedesk abrisse o bico nesse teste. Mas, como isso não aconteceu, podemos afirmar que esse é um bom exemplo do padrão de qualidade mundial que a HP aplica em seus desktops corporativos.

Já nos testes que envolviam tanto capacidade de processamento quanto manipulação de uma grande massa de dados, tanto o Z230 quanto o Elitedesk apresentaram praticamente os mesmos resultados, como pode ser visto nos testes de conversão de vídeo feitos com o DVD Flick e o Freemake Video Converter.

Mas para dizer que não rodamos alguma aplicação realmente pesada nesses equipamentos, pedimos uma ajuda para a Autodesk do Brasil (oi, Pri!!!) que nos forneceu e ensinou como renderizar um projeto…

EliteDesk_Z230_REVIT_1a

… em 3D no seu programa REVIT 2016:

HP_Z230_Revit2

E depois de onze dias de processamento ininterrupto, os resultados foram os seguintes:

HP Z230 Workstation: 11 dias, 13 horas, 25 minutos e 43 segundos para renderizar o arquivo:

HP_Z230_Revit1_time

HP_Z230_Revit_View1

Elitedesk 800 G1 SFF: 11 dias, 16 horas, 12 minutos e 33 segundos para renderizar o arquivo:

EliteDesk_revit_final_det

EliteDesk_revit_view1

Apesar de o Z230 ter conseguido terminar essa tarefa umas 3 horas antes do Elitedesk, esperávamos uma diferença bem maior. Mas como vimos nos testes de conversão de vídeo, existe a possibilidade de a RAM adicional com ECC não ter feito muita diferença nesse teste, assim como o uso da aceleradora gráfica Quadro da NVIDIA. Também esperávamos ver algumas diferenças na qualidade da imagem final, mas elas foram mínimas e quase que imperceptíveis.

EliteDesk_revit_comp1

Ztop in a Box: Autodesk na Nuvem

Como uma observação à parte deste teste, aproveitamos essa oportunidade para experimentar o recurso de renderizar o projeto na nuvem, por meio de um serviço on-line oferecido pela própria Autodesk (algo por sinal que a empresa já tinha nos apresentado em 2011).

Esse recurso é oferecido na forma de uma opção na barra de ferramentas do REVIT, que abre uma janela de opções no programa que — depois da seleção — prontamente envia o arquivo a ser processado na nuvem, informando até o tempo estimado de processamento que, neste caso é de menos de 10 minutos! (bem melhor do que esperar 11 dias, né?)

HP_Z230_Revit1_time_cloud

Mas antes disso, o usuário precisa se registrar no serviço na nuvem e, de brinde, você ganha 25 Cloud Credits que funciona como uma espécie de moeda usada pela empresa para cobrir os custos extras (não necessariamente cobertos pelo seu serviço de assinatura) de executar seu serviço nos servidores da empresa e que podem variar de acordo com a complexidade do mesmo.

No nosso caso, o sistema cobrou 5 Cloud Credits para processar o serviço, que demorou aproximadamente 5 minutos:

HP_Z230_Revit1_time_cloud_going_web_new_settings3

Um detalhe interessante é que, para baixar a imagem do arquivo renderizado, o usuário precisa entrar na fila do sistema, colocando o seu arquivo no que eles chamam de “slot” e esperar a sua vez para receber o arquivo. Isso pode ser um problema, já que existem “horários de rush” em que o serviço está cheio de pedidos, o que faz com que seu trabalho demore um pouco para voltar ao seu computador.

HP_Z230_Revit_View_cloud

De qualquer modo, esse serviço da Autodesk na nuvem pode ser de grande ajuda para o usuário, tanto em velocidade quanto na possibilidade de liberar o seu sistema para executar outros trabalhos.

Nossas conclusões:

Sob um certo ponto de vista, comparar um PC Gamer com uma workstation é o mesmo que comparar um carro de arrancada (ou até mesmo um dragster) com um esportivo de linha. Em ambos os casos, o desejo é de obter o máximo de desempenho, só que no primeiro caso, existe a presença do elemento de perigo (pane mecânica, direção arriscada, batidas, etc.) que — cá entre nós — até faz parte do espetáculo,  mas é algo inconcebível no segundo caso, já que o que o usuário realmente precisa é de um equipamento realmente veloz, mas ao mesmo tempo estável, seguro e confiável.

E isso sem falar de um excelente serviço de suporte e assistência técnica que garanta que você não fique na estrada.

Talvez a motivação mais importante para investir numa workstation é o retorno sobre o investimento, já que, no fim das contas, o que os fabricantes estão oferecendo além de força bruta, são garantias (é claro, na medida do possível) de que seu serviço será realizado de maneira correta dentro do prazo esperado.

E se seu trabalho não é brincadeira (no sentido mais exato da palavra), você sabe do que estou falando. 😉

 

Desde o século passado Mario Nagano analisa produtos e já escreveu sobre hardware e tecnologia para veículos como PC Magazine, IDGNow!, Veja e PC World. Em 2007 ele fundou o Zumo junto com o Henrique assumindo o cargo de Segundo em Comando, Editor de Testes e Consigliere.

  • Adriano De Lima 17/12/2015, 11:02

    Muito boa essa matéria, deixou bem claro a aplicação de um e do outro equipamento, infelizmente a curva do custo x benefício deixa um pouco a desejar.
    E aí o que mais vemos é o uso de desktops em lugar de workstations para aplicações de missão crítica.

  • angelico 17/12/2015, 19:04

    Obrigado Nagano pela ótima matéria. Agora só falta falar sobre as Workstations Móveis. Os novos ThinkPads P70 (que substituem a série W) também utilizam os processadores Intel Xeon.

    • Mario Nagano 17/12/2015, 19:29

      Se o pessoal da Lenovo Brasil quiser mandar um pra teste, eles sabem onde eu me escondo. ;-D

      Apesar de que, pelo que vi no evento de workstations móveis da HP em NYC no mês passado, o Xeon para sistemas móveis está mais para um Core ix “Skylake” com suporte para memórias ECC do que um Xeon “Skylake” para servidores (que ainda vai ser anunciado).

  • Gilson Esteves 19/12/2015, 16:51

    Parabéns pelo excelente artigo. Gostaria de acrescentar minha experiência recente com uma workstatiin HP, que acredito poderá ser útil para quem estiver pensando em investir numa. Sempre trabalhei com workstations por acreditar, como você, que trabalho não é brincadeira e, mais do que desempenho, eu precisava de um equipamento confiável. Como usuário de sistemas CAD da Autodesk e coordenador da Comunidade de Usuários da Autodesk, resolvi investir numa Z800 da HP, para testar placas gráficas Nvidia e poder escrever sobre a relação custo benefício deste recurso tão caro. Até então tinha usado somente workstations Dell. Este ano minha Z800 parou de funcionar. Apesar de estar utilizando uma rede estabilizada, imaginei que poderia ser um problema com a fonte. Quando tentei chamar a assistência técnica da HP começou meu calvário. Foi mais de um mês, com ligações diversas vezes por semana, para conseguir que enviassem um técnico. Alegavam que minha workstations nào estava mais no período de garantia, como se depois de dois anos de uso eu devesse descartar o equipamento porque já tinha expirado a garantia. Paguei mais de R$ 300,00 pela visita para obter um diagnóstico do problema. O técnico credenciado HP, abriu o computador, olhou… e disse: precisa trocar a fonte e a motherboard! Argumentei que ele não havia sequer feito qualquer medição, mas ele disse que não era necessário… Ele já “conhecia” o problema. Pedi então um orçamento para as peças e mão de obra, ao que ele informou: fonte: R$ 1.700,00 motherboard R$ 3.500,00 mais umas duas ou três horas técnicas o que resultaria em aproximadamente R$ 7.000,00.

    Então, se você estiver pensando em adquirir uma workstations HP, não esqueça de incluir este pequeno custo de manutenção, mais o custo de um mês parado até conseguir a visita de um técnico. Antes desta workstations HP, sempre usei workstations da Dell. Uma vez queimou a motherboard por causa de um problema num scanner que estava conectado na workstations. A placa mãe foi substituída no dia seguinte, sem custo!!!

    • ussantos 23/12/2015, 18:49

      Sempre tive problemas com suporte técnico da HP, seja para empresas onde trabalhei/trabalho seja para uso pessoal. Nesse sentido, a Dell é imbatível, suporte técnico dela é muito melhor.