Workstations: Bindeglied zwischen PC und Server

Für typische Büroanwendungen reicht ein Standard-PC völlig aus. Doch rechenintensive Aufgaben wie Simulationen, Rendering oder lokale KI-Verarbeitung benötigen mehr CPU- und GPU-Leistung, große Arbeits- und Massenspeicher sowie hohe Übertragungsraten. Damit klafft zwischen den normalen PCs und den leistungsstarken Servern im Rechenzentrum oder in der Cloud eine Lücke. Workstations schließen sie: Sie bringen hohe Rechen- und Grafikleistung unmittelbar an den Arbeitsplatz und bleiben zugleich persönliche Systeme.

Rechenleistung ist eine Systemfrage

Bei vielen High-Performance-Workloads sagt die theoretische Spitzenleistung einzelner Computer-Komponenten nur wenig über die tatsächliche Leistung aus. Das zeigt sich deutlich an dem vom Lawrence Berkeley National Laboratory entwickelte Roofline-Modell. Es setzt Rechendurchsatz, Speicherbandbreite und die zwischen Speicher und Prozessor bewegte Datenmenge zueinander in Beziehung. Danach kann der Engpass je nach Workload auch der Datentransport sein. Selbst eine starke CPU oder GPU bleibt unter ihren Möglichkeiten, wenn Speicher und Datenpfade damit nicht Schritt halten. Auch die Architektur ist wichtig: Serielle Berechnungen profitieren vor allem von hoher Single-Core-Leistung, parallelisierte Simulationen, Rendering und KI dagegen von vielen CPU- oder GPU-Kernen.

Große Modelle benötigen umfangreichen Arbeits- und Grafikspeicher, datenintensive Anwendungen schnelle NVMe-Laufwerke und hohe I/O-Leistung. Passt etwa ein KI-Modell nicht vollständig in den verfügbaren Speicher, müssen Daten laufend verschoben werden – und der Datentransport wird zum Flaschenhals. Das bedeutet: Workstations müssen flexibel konfigurierbar sein, damit sie stets an neue Anforderungen angepasst werden können. Hinzu kommen Sicherheitsauflagen, denn mit der Workload-Verlagerung auf eine Workstation verlassen sensible Konstruktionsdaten und Entwicklungsmodelle das geschützte Rechenzentrum. Workstations müssen sich deshalb nahtlos in Sicherheits-, Management- und Supportprozesse einfügen.

HP Z Workstation: Vom hoch-mobilen Laptop bis zur Power-Rack-Station

HP bildet diese Leistungsspanne mit seinen Z Workstations ab. Das Portfolio reicht vom mobilen ZBook über kompakte Desktop-Systeme und ausbaufähige Tower bis zu einer für den zentralen Betrieb konzipierten Rack-Workstation. Das ZBook Ultra G1a kombiniert AMD Ryzen AI Max PRO mit integrierter Radeon-Grafik und einer einheitlichen Speicherarchitektur. Das System bietet bis zu 16 CPU-Kerne, bis zu 128 GB gemeinsamen Arbeitsspeicher, eine NPU mit bis zu 50 TOPS und bis zu 4 TB NVMe-Speicher. Anders als bei klassischen Architekturen mit getrenntem Haupt- und Grafikspeicher greifen CPU, Radeon-GPU und NPU auf einen gemeinsamen Speicherpool zu. Das bedeutet, große Visualisierungs- oder KI-Modelle müssen seltener zwischen getrennten Speicherbereichen verschoben werden.

Mit dem Z2 Mini G1a überträgt HP die integrierte AMD-Architektur in einen kompakten stationären Formfaktor. Am oberen Ende der lokalen Leistungsskala liegt die Z6 G5 A nahe an einer Serverplattform: Sie lässt sich mit AMD Ryzen Threadripper PRO mit bis zu 96 CPU-Kernen konfigurieren und bietet Platz für mehrere Hochleistungs-GPUs.

Workstations: Wichtiger Teil der Entwicklungsarchitektur

Wie sich Workstations in eine umfassendere Entwicklungs- und IT-Architektur einfügen, zeigt Zaha Hadid Architects (ZHA). Das international tätige Architekturbüro arbeitet mit rechenintensiven 3D-Modellen, Visualisierungen und zunehmend auch eigenen KI-Modellen. Dabei geht es nicht nur um maximale Rechenleistung, sondern darum, unterschiedliche Werkzeuge und Ressourcen in einen durchgängigen Entwicklungsprozess einzubinden.

Hierzu betreibt ZHA knapp 400 HP Z4 Rack Workstations im eigenen Rechenzentrum. Die Architekten verfügen damit über dedizierte Systeme, während Hardware und Daten zentral betrieben und administriert werden. Auch KI-Inferenz kann lokal im Rechenzentrum erfolgen. Für die Entwicklung und Anpassung eigener KI-Modelle nutzt ZHA HP AI Studio sowie Z8 Workstations mit leistungsfähigen GPUs. Zusätzlich lassen sich mit HP Z Boost ungenutzte GPU-Ressourcen von vorhandenen Workstations verfügbar machen. „Mit HP Z Boost sehen wir das Potenzial, einen Teil unserer vorhandenen Workstations effizient zu großen Compute-Clustern zusammenzufassen und große Modelle auf der Hardware laufen zu lassen“, sagt Nils-Peter Fischer, Director bei Zaha Hadid Architects.

Nach Angaben von ZHA haben sich frühe Design-Iterationen mit HP AI Studio um den Faktor zehn beschleunigt. Auch die Abstimmung mit Beratern und Kunden verkürzt sich: Prozesse, die zuvor eine Woche beanspruchten, lassen sich teilweise innerhalb eines Tages oder nahezu in Echtzeit erledigen.