Tööjaam

 
Tööjaam (inglise keeles "workstation") on teadusülesannete täitmiseks ette nähtud arvuti. Peamiselt saab neid kasutada üks inimene korraga ning nad on ühendatud kohtvõrku. Terminit "tööjaam" on kasutatud üsna vabalt, et viidata suurarvutitest kuni võrku ühendatud personaalarvutiteni, kuid enamjaolt kasutatakse terminit, et viidata riistvaragrupile, mida pakuvad mitmed spetsialiseerunud tootjad nagu Sun Microsystems, Silicon Graphics, Apollo Computer, DEC ja IBM, mis avas ukse 3D-animatsiooni maailma 1990. aastate lõpus.
Tööjaamad pakkusid suuremat jõudlust kui tavalised personaalarvutid, eriti seoses keskprotsessori ja graafikaprotsessori, mälumahu ja paralleelarvutuse võimekuse poolest. Tööjaamad olid optimeeritud visualiseerimiseks ja selliste keerukate andmehulkade käsitlemiseks nagu neid esineb 3D-mehaanika disainis, insenersimulatsioonides, animeerimisel ja piltide renderdamisel. Tüüpiliselt on nad üles seatud nagu tavalised lauaarvutid suure eraldusvõimelise ekraaniga, minimaalselt klaviatuuri ja arvutihiirega, kuid mõnel juhul ka mitme ekraaniga, digitaallauaga, 3D-hiirega jne. Tööjaamad olid esimesed arvutid turul, mis võimaldasid arenenumate lisade kasutamist.
Personaalarvutite kasvav võimekus 1990. aastate lõpus on kaotanud selge vahe tehniliste ja teaduslike tööjaamade vahel. Tööjaamad hõivasid turul patenteeritud riistvara, mis muutis neid selgelt eristatavateks personaalarvutitest näiteks: IBM kasutas RISC baasil toodetud keskprotsessoreid oma tööjaamadel ning Inteli x86-protsessoreid oma äriklassi/tavakasutaja arvutites 1990. ja 2000. aastatel. 2000. aastate alguses on erinevus aga kadunud, sest tööjaamades on kasutusel rohkesti kohandatud riistvata, mis on toodetud suurte personaalarvutite tootjate poolt nagu Dell, HP ja Fujitsu.
Ajalugu.
Päritolu ja arendus.
Esimene arvuti, mida võib nimetada tööjaamaks oli IBM 1620, mis oli väike teaduslik arvuti, mida oli võimalik kasutada interaktiivselt ühel inimesel, kes istus konsooli taga. IBM 1620-t esitleti 1960. aastal. Omaseks tunnusjooneks oli, et arvutis puudusid aritmeetikalülitused. Liitmistehete sooritamiseks vajas arvuti mälutabelit, kus olid kirjas kümnendarvude liitmisreeglid. Sellega hoiti kokku kuludes, mis võimaldas IBM-il 1620 odavalt toota. Arvuti koodnimi oli CADET ja algul oli seda võimalik rentida 1000 dollari eest kuus.
1965. aastal esitleti IBM 1130-t, mis oli 1620 järeltulija. Mõlemad süsteemid olid võimelised käitama koodi, mis oli kirjutatud Fortranis ja muudes keeltes. Mõlema arvuti mõõtmed olid võrreldavad kirjutuslauaga. Nendele oli võimalik lisada kõvakettaid, printereid ja paberist perfokaarte sisenditesse/väljunditesse. Mõlemal oli standardis kaasas konsool trükimehhanism.
Esimesed tööjaamad olid üheks tööks pühendatud miniarvutid, süsteemid, mis olid disainitud mitmele kasutajale, olid valdavalt reserveeritud ühele isikule. Märkimisväärseks näiteks oli PDP-8, mille loojaks oli Digital Equipment Corporation. Seda peetakse esimeseks kaubanduslikuks miniarvutiks.
Lispi arvutid, mis töötati välja 1970. aastate alguses, olid teerajajad mitmele põhimõttele, mis defineerisid tööjaama arvutit, sest nad olid suure jõudlusega, võrguühendusega, ühele kasutajale mõeldud suure intensiivsusega kasutamiseks. Lispi arvutitega tegid 1980. aastate alguses head äri sellised ettevõtted nagu Symbolics, Lisp Machines, Texas Instruments. Esimene arvuti, millel oli suur eraldusvõime ja disainiti ühele kasutajale, oli Xerox Alto, see arendati Xerox PARC-is 1973. aastal. Lisaks eelnimetatule arvatakse varaste tööjaamade hula ka Terak 8510/a (1977), Three Rivers PERQ (1979) ja hilisemat Xerox Stari (1981).
Populaarsuse kasv 1980. aastatel.
32-bitiste mikroprotsessorite tulekuga 1980. aastatel lisandus ka tööjaamade tootjaid, kaasa arvatud Apollo Computer ja Sun Microsystems, kes lõid UNIXi-põhised tööjaamad eelnimetatud arhitektuuri baasil. 1980. aastate keskpaiku saabunud RISC-tüüpi mikrokontrollerid võeti kiiresti omaks mitmete müüjate poolt.
Tööjaamad olid valdavalt üsna kallid, tavaliselt maksid nad mitu korda rohkem kui tavalised arvutid ning vahel küsiti nende eest ka uue auto hinda. Seevastu maksid mõned mikroarvutid sama palju kui maja. Suuremad kulud olid tavaliselt tingitud kallimate juppide kasutamisest, mis olid kiiremad kui need, mis olid saadaval arvutipoodides. Kulukateks lisadeks olid ka sellised komponendid nagu kiired võrgukaardid ja kõrgetasemeline graafika, mis puudusid tavalistel arvutitel.
Tööjaamade tootjate valmistatud süsteemidel olid tihti lisadeks väikearvutisüsteemi liidesed või kiudkanal kettasüsteem, kõrgetasemelised 3D-kiirendid, üks või mitu 64-bitist keskprotsessorit, suurel hulgal muutmälu ja hästi disainitud jahutus. Lisaks on tootjatel valdavalt välja töötatud head parandamise ja asendamise plaanid. Siiski kindlalt eristav joon tööjaama ja personaalarvuti vahel on kadumas, sest tarbijaühiskond on muutunud aina nõudlikumaks. See aga võimaldab tootjatel kasutusele võtta juba valmis juppe selle asemel, et neid ise arendada.
3M arvuti.
1980. aastate alguses pidi kõrgema klassi tööjaam täitma kolme M-i nõuet. Niinimetatud "3M-arvutil" pidi olema megabait mälu, megapiksline ekraan ja megaFLOPS arvutusjõudlust. Võrreldes tänapäevaga on see üsna tühine, kuid sellel ajal oli see suur aste võrreldes personaalarvutiga. Selle aja IBM-i arvutil oli mälu 16 kB, tekstikuva ja arvutusjõudlus 1 kiloFLOPS. Personaalarvutitel polnud lisasid nagu võrguühendus, graafikakiirendus ja kiired arvutisisesed andmeühendused.
Vähenevad trendid.
Laialdane tööjaamades kasutatavate tehnoloogiate kasutuselevõtt personaalarvutites oli otsene tegur, mis muutis tööjaama, kui eraldi turuosa omava tootegrupi olemise mõttetuks. Seda muutsid järgmised omadused.
Turuosa.
Millenniumivahetusest saati on tööjaama mõiste seletus muutunud häguseks mingi piirini. Paljud komponendid, mida kasutasid odavamad "tööjaamad", on nüüd samad, mida kasutatakse laiatarbearvutites, ning hinnaerinevus odavama tööjaama ja personaalarvuti vahel on väiksem, kui see kunagi oli.
Tööjaamad on tüüpiliselt olnud keskprotsessori arengu edasiviijad, nii tavatarbija arvutid kui ka tööjaamad saavad kasu keskprotsessoritest, mis on disainitud mitmetuumalisuse põhimõttel. Tänapäeva tööjaamad kasutavad tüüpiliselt mitut mitmetuumalist keskprotsessorit, vigu parandavat mälu ja kõvasti suuremat vahemälu, kui tavatarbijate keskprotsessorites. Säärast jõudlust ja töökindlust pole üldiselt tavakasutajal tarvis.
Mõningad tööjaamad on disainitud vaid ühe spetsiifilise rakenduse kasutamiseks nagu näiteks AutoCAD,Avid Xpress Studio HD, Autodesk 3Ds Max, jne. Kindlustamaks ühilduvust tarkvaraga, küsivad ostjad tavaliselt sertifikaati tarkvaramüüjalt. Sertifitseerimise protsess tõstab tööjaamade hinda üsna palju, kuid professionaalseks otstarbeks on töökindlus kõvasti tähtsam, kui algne ostuhind.
Tööjaamade turu seis.
RISC protsessori baasil ehitatud tööjaamade allakäik.
2009. aasta jaanuarist on kõikide RISC baasil ehitatud tööjaamade tootmine seisatud:
Üleminek x86-65 tööjaamadele.
Praegune tööjaamade turg kasutab x86-64 mikroprotsessoreid. Saadaolevateks operatsioonisüsteemideks nendel arvutitel on Microsoft Windows, FreeBSD, erinevad GNU/Linuxi distributsioonid, Apple Mac OS X ja Oracle Solaris.
Tööjaama definitsioon.
Suur osa lauaarvutite turul on arvutid, millest eeldatakse, et nad töötavad nagu tööjaamad, kuid kasutavad personaalarvutite operatsioonisüsteeme ja riistvara. Komponentide tootjad tükeldavad sageli oma tootevaliku ning müüvad kõrgema kvaliteediga komponente, mis on funktsionaalsuselt sarnased tavatarbija mudelite omadega, kuid on hoopis robustsemad ja parema jõudlusega.
Tööjaama klassi kuuluval personaalarvutil võivad esineda järgmised tunnused: