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ワークステーションは、技術的または科学的な用途向けに設計された特別なコンピュータです。[ 2 ]主にシングルユーザーによる使用を想定しており、[ 2 ]通常はローカルエリアネットワークに接続され、マルチユーザーオペレーティングシステムが実行されます。ワークステーションという用語は、メインフレームコンピュータ端末からネットワークに接続されたPCまで、あらゆるものを指すのに漠然と使用されてきましたが、最も一般的には、1980年代からSun Microsystems、[ 3 ] Silicon Graphics、Apollo Computer、[ 4 ] DEC、HP、NeXT、IBMなどの現在および過去の企業が提供し、 1990年代後半まで3Dコンピュータグラフィックス革命を牽引したハードウェアのクラスを指します。 [ 5 ]
全盛期には、ワークステーションは、特に処理、グラフィックス、メモリ、マルチタスクの面で、主流のパーソナルコンピュータよりも高い性能仕様を提供していました。ワークステーションは、3D 機械設計、計算流体力学などのエンジニアリング シミュレーション、アニメーション、ビデオ編集、画像編集、医療画像処理、画像レンダリング、計算科学、数学的プロットの生成、ソフトウェア開発など、さまざまな種類の複雑なデータの視覚化と操作に最適化されています。通常、フォームファクタはデスクトップコンピュータのもので、最低限、高解像度ディスプレイ、キーボード、マウスで構成されていますが、オブジェクトの操作やシーンのナビゲーションのために、複数のディスプレイ、グラフィックス タブレット、3D マウスも提供しています。ワークステーションは、高度なアクセサリやビデオ会議などのコラボレーション ツールを初めて提供したコンピュータ市場セグメントでした[ 6 ]。[ 5 ]
1990年代後半以降、主流のPCの性能が向上したことで、PCとワークステーションの区別が曖昧になってきました。[7] 1980年代と1990年代の典型的なワークステーションは、高価な独自のハードウェアとオペレーティングシステムを備えており、標準化されたPCとは明確に区別されていました。ほとんどがRISCベースのプロセッサを搭載し、 UNIXベースのオペレーティングシステムを実行していましたが、2000年代初頭までに、ワークステーションの製品は、 Dell、HP Inc.、Fujitsuなどの大手PCベンダーが支配する高度にコモディティ化されたハードウェアに移行し、 WindowsまたはLinuxを実行するx86-64システムが販売されるようになりました。
ワークステーションは最初のパーソナルコンピュータ（PC）よりも前に存在していました。[ 8 ]ワークステーションとして認められる最初のコンピュータは、コードネーム「CADET」のIBM 1620で、コンソールに座った1人が対話的に使用することを想定して設計された小型科学コンピュータでした。[ 9 ]これは1959年に発表されました。 [ 10 ]このマシンの特徴の1つは、算術回路が一切なかったことです。[ 11 ]加算を実行するには、メモリに常駐する10進加算ルールのテーブルが必要でした。[ 12 ]これにより論理回路のコストが削減され、IBMはこれを安価にすることができました。当初は月額1000ドルでレンタルされていました。
1965年、1620の後継としてIBM 1130科学計算機が登場した。[ 13 ]コンソール型タイプライターを備えた、おおよそ机サイズのキャビネットに組み込まれており、オプションでディスクドライブ、プリンター、紙テープとパンチカードの入出力を追加構成することができた。
初期のワークステーションは一般的に専用のミニコンピュータであり、マルチユーザーシステムをシングルユーザー向けに転用したものであった。[ 8 ]例えば、デジタル・イクイップメント・コーポレーション（DEC）のPDP-8は、最初の商用ミニコンピュータとみなされている。[ 14 ]
ワークステーションは、より強力な CPU アーキテクチャ、より高度なグラフィックス、より多くのメモリ、Unixのような高度なオペレーティングシステムによるマルチタスクなど、歴史的に現代の PC よりも高度なものでした。ワークステーションは、パーソナル コンピューティングでネットワークが普及するずっと前から、ネットワークを標準機能として提供していました。ミニ コンピュータの伝統により、ワークステーションは登場以来、PC のゲームやテキスト エディタとは対照的に、 CADやグラフィックス デザインなどのプロフェッショナルで高価なソフトウェアをサポートしてきました。[ 8 ] 1970 年代初頭にMITで開発されたLisp マシンは、高度な対話型の使用を目的とした高性能でネットワーク化されたシングル ユーザー システムとして、ワークステーションのいくつかの原則を開拓しました。Lisp マシンは、 Symbolics、Lisp Machines、Texas Instruments ( TI Explorer )、Xerox ( Interlisp-Dワークステーション) などの企業によって 1980 年頃から商用化されました。高解像度グラフィックスを備えたシングルユーザー向けに設計された最初のコンピュータ（つまり、現代的な意味でのワークステーション）は、1973年にゼロックスPARCで開発されたAltoでした。 [ 15 ]その他の初期のワークステーションには、Terak 8510/a（1977年）[ 16 ] 、 Three Rivers PERQ（1979年）、そして後のXerox Star（1981年）などがあります。
1980年代初頭、Motorola 68000などの32ビットマイクロプロセッサの登場により、Apollo ComputerやSun Microsystemsなど、68000とUnixをベースとしたワークステーションを擁する新たな競合企業がいくつか現れた。[ 17 ] [18][ 19 ]一方、DARPAのVLSIプロジェクトでは、 Silicon Graphics 3130などのスピンオフグラフィックス製品がいくつか開発された。ターゲット市場は異なり、SunとApolloはネットワークワークステーション、SGIはグラフィックスワークステーションと見なされた。ワークステーションベンダーは1980年代半ばから後半にかけてRISC CPUを採用し始めた。 [ 20 ] RISCベンダー間の競争により、CPUの価格は1MIPSあたり10ドルまで下がり、Intel 80386よりもはるかに安価になった。[ 21 ] 1987年と1988年の大幅な値下げの後、2D CADに適したパーソナルワークステーションが5,000ドルから25,000ドル（2025年換算で13,000ドルから65,000ドル）で複数のベンダーから入手可能になった。3Dグラフィックスが可能なミドルレンジモデルは35,000ドルから60,000ドル（2025年換算で91,000ドルから156,000ドル）で、ミニコンピュータと重複するハイエンドモデルは80,000ドルから100,000ドル（208,000ドルから260,000ドル以上）だった。[ 22 ] [ 23 ]
InfoWorldは1989年にSunを「ワークステーション分野で疑いようのないリーダー」と評した。SunとHewlett-Packard （HP）などのRISCワークステーションベンダーは、DECやData Generalなどの従来のミニコンピュータ企業から、より高いコストパフォーマンスで顧客を引き付けることに大きな成功を収め、その年に独自のワークステーションをリリースせざるを得なくなった。 [ 24 ] Apolloは、 15,000ドル未満（2025年換算で39,000ドル）のシステムがワークステーション販売全体の半分を占めたと述べた。 [ 25 ]当時、 12,000ドル（2025年換算で31,000ドル）の「パーソナルワークステーション」は、 Macintosh IIやIBM PS/2 Model 80のようなハイエンドPC、ローエンドワークステーション、 NeXT Computerのようなハイブリッドデバイスであり、いずれも似たような重複した仕様を持っていた。 [ 8 ]ワークステーションの価格は年間 20% ずつ下落しており、Apollo DN2500 は3,990 ドル(2025 年換算で 10,000 ドルに相当)という低価格で販売されていました。業界アナリストは、この価格が顧客が PC よりもワークステーションを検討する「魔法の価格帯」だと述べています。 [ 26 ] BYTE は、「まもなく、従来のワークステーションと PC の違いを見分ける唯一の方法は、それらが実行するオペレーティングシステムによってのみ判断できるようになる」と予測しました。前者は Unix を実行し、後者はOS/2、従来の Mac OS、および/または Unix を実行します。当時、多くのワークステーションには、 Lotus 1-2-3やMicrosoft Wordなど、ますます人気が高まり強力になっている PC ソフトウェアを実行する何らかの方法がありました。 [ 8 ] PC とワークステーションのもう 1 つの違いは、後者はPHIGSやX Windowなどのグラフィックス標準をサポートするグラフィックス アクセラレータを備えている可能性がはるかに高いのに対し、前者は通常、ソフトウェア レンダリングまたは独自のアクセラレータに依存していたことです。コンピュータアニメーション業界のニーズがグラフィック技術の進歩を促し、CADは後に同じ進歩を利用した。 [ 22 ] BYTEはその年に、市販の低価格ワークステーションに匹敵する仕様のワークステーションを、汎用部品で個人が構築できることを実証した。 [ 27 ]
IBMがRS/6000を発表した1990年までに、ワークステーションはPC市場で最も急速に成長しているセグメントとなった。[ 28 ]競争により価格が急速に低下したため、Gartner Groupはその年、 Unix RISCシステムの減価償却率を年間45%以上と、通常の2倍と予測した。[ 29 ]ワークステーションには、SCSIまたはファイバーチャネルディスクストレージシステム、ハイエンド3Dアクセラレータ、シングルまたはマルチの64ビットプロセッサ、[ 30 ]大容量のRAM、そして適切に設計された冷却システムが搭載されていることが多かった。さらに、製品を製造する企業は、包括的な修理/交換プランを用意している傾向があった。しかし、ワークステーションとPCの区別が曖昧になるにつれて、ワークステーションメーカーは、独自のハードウェアやソフトウェアではなく、「既製品」のPCコンポーネントやグラフィックスソリューションをますます採用するようになった。一部の「低価格」ワークステーションは、PCの基準からすると依然として高価だが、同じベンダーが製造するハイエンドのワークステーションやサーバーとのバイナリ互換性を提供している。これにより、サーバーに比べて低コストなデスクトップマシン上でソフトウェア開発を行うことが可能になります。
ワークステーションは、性能よりも価格を最優先する方向に多様化し、シンクライアントまたはネットワークコンピュータと呼ばれるようになった。ネットワークとサーバーに依存するこの方式では、マシンにはハードドライブがなく、CPU、キーボード、マウス、スクリーンのみとなる。ディスクレスノードの中には、従来型のオペレーティングシステムを実行し、計算をローカルで行い、ストレージをリモートサーバーに置くものもある。[ 31 ]これらは、ユーザーあたりの管理作業を減らすことで、初期システム購入コストと総所有コストを削減することを目的としている。[ 32 ]
このアプローチは、 3Comの3Stationでオフィス生産性アプリケーションにおける PC の代替として初めて試みられました。1990 年代には、X 端末が技術計算において同様の役割を果たしました。Sun のシン クライアントにはSun Ray製品ラインが含まれていました。[ 33 ]しかし、 ITスタッフ向けのリモート管理ツールが利用可能になったことで、従来のワークステーションや PC の購入と管理の価格と複雑さは低下し続け、この市場を圧迫しました。
1980年代初頭、ハイエンドワークステーションの目標は、Raj Reddyが定義した「3Mコンピュータ」でした。これは、1メガバイトのメモリ、メガピクセルディスプレイ（約1000×1000ピクセル）、そして1メガFLOPSの演算性能（毎秒少なくとも100万回の浮動小数点演算）を意味します。[ 34 ]これは、当時のパーソナルコンピュータの能力を少なくとも1桁上回るものでした。1981年に発売された初代IBMパーソナルコンピュータは、 16KBのメモリ、テキストのみのディスプレイ、そして1メガFLOPS程度の浮動小数点演算性能でした。1 kFLOPS ( オプションの8087演算コプロセッサを使用した場合、30kFLOPSの演算能力を発揮します。
もう一つの目標は、価格を「メガペニー」以下、つまり1万ドル未満（2025年換算で3万ドルに相当）にすることであり、これは1980年代後半に達成された。1990年代前半から中頃にかけては、多くのワークステーションの価格は1万5000ドルから10万ドル（2025年換算で21万1000ドルに相当）以上だった。
当時の一般的なパーソナルコンピュータにはなかったその他の機能としては、ネットワーク機能、グラフィックアクセラレーション、高速な内部および周辺機器データバスなどが挙げられる。
主要技術が主流のPCにますます採用されるようになったことが、ワークステーションが独立した市場セグメントとして衰退した直接的な要因となった。[ 35 ]
1990 年代後半以降、ワークステーション市場とコンシューマー市場はさらに融合しました。多くのローエンドワークステーションコンポーネントはコンシューマー市場と同じになり、価格差は縮小しました。たとえば、ほとんどのMacintosh Quadraコンピュータは元々科学または設計作業向けに設計されており、すべてMotorola 68040 CPU を搭載し、68000 Macintosh との下位互換性がありました。コンシューマーMacintosh IIcxおよびMacintosh IIciモデルはQuadra 700にアップグレードできます。「多くのプロフェッショナルが Silicon Graphics ワークステーションを好んだ時代に、Quadra 700 は、 Infini-Dなどのリソース集約型ソフトウェアが「スタジオ品質の 3D レンダリングとアニメーションをホームデスクトップにもたらした」ため、その数分の一のコストで魅力的な選択肢でした」。Quadra 700 はA/UX 3.0を実行できるため、 Unixワークステーションになります。[ 37 ]もう一つの例は、Nvidia GeForce 256コンシューマー向けグラフィックスカードで、Quadroワークステーションカードを生み出しました。Quadro ワークステーションカードは同じ GPU ですが、CAD アプリケーション向けのドライバサポートと認証が異なり、価格もはるかに高くなっています。
ワークステーションは、これまでCPU技術の進歩を牽引してきた。マルチプロセッサおよびマルチコア設計（基本的に、1つのダイ上に複数のプロセッサを搭載）は、すべてのコンピュータにとって有益である。マルチコア設計はIBMのPOWER4によって先駆的に導入され、POWER4とIntel Xeonは、複数のCPU、より多くのオンダイキャッシュ、およびECCメモリを備えている。
ワークステーションの中には、 AutoCAD、Avid Xpress Studio HD、3D Studio Maxといった特定のアプリケーションのみでの使用を想定して設計または認証されているものがあります。こうした認証プロセスによって、ワークステーションの価格は上昇します。
現代のワークステーションは、通常、ビデオ編集、3Dモデリング、コンピュータ支援設計、レンダリングなどのソフトウェアプログラムで高性能コンピューティングを実行するために、AMDまたはNVIDIA GPUを搭載したデスクトップコンピュータです。[ 38 ]
2009年1月までに、RISCベースのワークステーション製品ラインはすべて生産終了となった。
2018 年初頭、RISC ワークステーションは Raptor Computing Systems によるIBM POWER9ベースのシステムシリーズで再導入されました。[ 43 ] [ 44 ] 2024 年 10 月、System 76 は自動車ソフトウェア開発に特化したARMワークステーションである Thelio Astra を発表しました。[ 45 ]
現在のワークステーション市場のほとんどはx86-64マイクロプロセッサを使用しています。オペレーティングシステムには、Windows、FreeBSD、Linuxディストリビューション、macOS、Solarisなどがあります。[ 46 ]一部のベンダーは、汎用のシングルソケットシステムをワークステーションとして販売しています。
ワークステーションには以下の3種類があります。
ハイエンドデスクトップ市場セグメントには、PCオペレーティングシステムとコンポーネントを備えたワークステーションが含まれます。コンポーネント製品ラインはセグメント化され、コンシューマーモデルと機能的には似ているが、より高い堅牢性またはパフォーマンスを備えたプレミアムコンポーネントが含まれる場合があります。[ 48 ]
ワークステーションクラスのPCには、以下のような機能の一部が備わっている場合があります。
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