プロの現場で使用されるワークステーションとパソコンの違いは？基礎知識から構成パーツ、選び方を徹底紹介

ワークステーションは、高性能なCPUやビデオカード、大容量メモリを搭載し、長時間の連続稼働にも耐えられる設計になっているコンピューター。基本的な構成はパソコンと同じですが、用途に特化した高いパフォーマンスが魅力で、おもにプロフェッショナルな現場で使用されます。

高い性能ゆえに値段も高価なのがワークステーションの特徴。購入する際には、用途や目的をしっかりと把握せずに、必要以上に高スペックな機器を選んでしまうと、コストパフォーマンスが極端に悪くなってしまうので注意が必要です。

本記事では、ワークステーションとパソコンの違いからワークステーションの基礎知識、そして選び方などをじっくりと解説していきますので、ぜひ参考にしてみてください。

1．ワークステーションの基礎知識

1-1．ワークステーションとは？

ワークステーションは、高度な処理能力と安定性を求められる業務や研究開発など、専門的な用途に特化したコンピュータのことで、CAD(Computer-Aided Design)や科学計算など、高度な計算が必要な分野で主に使用されてきました。

CPU、メモリ、ビデオカード、ストレージといった基本的な構成は一般的なパソコンと同じですが、ワークステーションの場合は、パソコンよりも高性能なCPUやビデオカード、大容量のメモリが搭載されており、長時間稼働しても安定した動作を実現するために、耐久性が高く、冷却性能にも優れたパーツを採用しているのが特徴となっています。

1-2．ワークステーションの主な活用例

ワークステーションは、高性能なCPUとビデオカード、そして大容量のメモリを組み合わせているため、専門的な3Dモデリング動画編集の分野で大きな力を発揮します。レンダリングや合成などの処理も高速に行えるため、映画やテレビ番組の特殊効果(VFX)制作や3DCGアニメーションの作成に使用され、4Kや8Kといった高解像度の映像も快適に編集することができます。

また、建築、機械、電気などの分野で、設計図やシミュレーションを作成するCAD(コンピュータ支援設計)を利用する場合もワークステーションが利用されますし、金融機関におけるリアルタイムな市場分析や予測、大規模な消費者データの分析、遺伝子解析や天文データの処理といった、ビッグデータや複雑なアルゴリズムの解析もワークステーションの活用シーンとなっています。

1-3．ワークステーションとサーバーの違い

ワークステーションは、しばしばサーバー／ワークステーションと称されることが多く、この両者は同じようなものと認識されがちで、エンタープライズ向けとしてひとまとめにされることもありますが、これはあくまでもパソコンと対になるものとしてカテゴライズされたものであり、ワークステーションとサーバーはその役割が異なります。

ワークステーションは、個人や小グループによる高度な作業、例えば3D設計や動画編集などに最適化されており、単一ユーザーの操作に重点が置かれ、通常のオフィス環境で使用されるコンピューターです。

一方、サーバーは多数のユーザーやデバイスにサービスを提供することを目的としており、ウェブホスティングやデータベース管理などに使用されるコンピューターです。同時多数の処理要求に対応できるように設計されており、24時間365日の連続稼働を前提としていることが多く、専用のサーバールームやデータセンターに設置されるのが一般的です。

2．ワークステーションと一般的なパソコンとの違いとは？

2-1．ビデオカードは並列処理性能や正確な描写が必須

ビデオカードの役割は、パソコンが処理した内容をモニターに表示することですが、特にパソコンにおいてはゲーミングデバイスとしての側面が強く、ハイエンドのビデオカードは高精細な3Dグラフィックスを表示することが目的となっています。

一方、ワークステーション向けのビデオカードは、用途によって異なりますが、描画性能よりもGPUの並列処理性能に重きが置かれており、特にクリエイティブの分野ではCPU以上に重視される傾向にあります。また、美麗な表示ではなく、正確な表示が求められるCADなどの用途でも、ワークステーション向けのビデオカードが利用されます。

そして、ゲーミングPCなどで採用される「NVIDIA GeForce RTX」シリーズが「DirectX」と呼ばれるAPIに最適化されているのに対し、ワークステーション向けの「NVIDIA RTX」シリーズなどは「OpenGL」と呼ばれるAPIに最適化されているのが特徴です。「NVIDIA GeForce RTX」シリーズのハイエンドモデルであればワークステーション用途で利用することも可能ですが、OpenGL対応のソフトを使用する場合は「NVIDIA RTX」シリーズを利用したほうが高いパフォーマンスが発揮されます。また、ワークステーション向けのビデオカードは、VRAM容量の多さ、消費電力の低さ、そして長時間稼働も可能な耐久性・安定性といった特徴も備えています。

2-2．CPUはコア数の多さが大きな特徴

パソコン向けの「Intel Core」シリーズや「AMD Ryzen」シリーズと比べて、ワークステーション向けの「Intel Xeon」シリーズや「AMD Ryzen Threadripper」シリーズは、基本的に多コアかつ低クロックでの動作が特徴となります。

「Intel Xeon」シリーズは、サーバー向け、ワークステーション向け、組み込み機器向けなど幅広い用途向けにラインナップが用意されているため、一言で説明するのがちょっと難しいので、ここではAMDの「Ryzen」と「Ryzen Threadripper」を使って比較してみましょう。

Zen 5アーキテクチャーを採用した「Ryzen」の最上位モデルとなる「Ryzen 9 9950X」は、16コア/32スレッドで、ベースクロックが4.3GHz、ブーストクロックが最大5.7GHzとなっています。一方、「Ryzen Threadripper」の最上位モデルとなる「Ryzen Threadripper PRO 7995WX」は、96コア/192スレッドで、ベースクロックが2.5GHz、ブーストクロックが最大5.1GHzとなっています。ワークステーション向けCPUは、長時間稼働を実現するために、動作クロックを低めにして発熱を抑えているのです。またキャッシュ容量の多さも注目ポイントで、「Ryzen 9 9950X」のL2/L3キャッシュが16/64MBであるのに対し、「Ryzen Threadripper PRO 7995WX」は96/384MB搭載しています。

そのほか、詳細は後述しますが、エラー訂正機能を備えた「ECCメモリ」をサポートしているのもワークステーション向けCPUの特徴となっています。

また、「Intel Xeon」シリーズには複数のCPUを同時に使用するマルチCPUへの対応も特徴のひとつとなっていますが、このスケーラビリティ性はどちらかというとサーバー向けとしての性格が強く、「AMD Ryzen Threadripper」はマルチCPUをサポートしていません。なお、AMDプラットフォームでマルチCPU環境を構築するためには、サーバー向けの「AMD EPYC」シリーズを使用することになります。 

2-3．ECCメモリが利用可能！大容量メモリが基本

先述した通り、ワークステーション向けCPUは、エラー訂正機能を備えた「ECCメモリ」をサポートしています。ECCメモリとは、エラー検知とデータの訂正機能を持つメモリのことです。「ECC(Error Checking and Correcting)」は、データの破損を検出し、自動的に訂正することを意味しており、データの正確性が求められるシステムにおいて重要視されますが、一般向けの「Intel Core」シリーズや「AMD Ryzen」シリーズでは使用することができません。業務用途に使うワークステーション向けのCPUのみ対応しています。

この「ECCメモリ」が利用できるほかに、ワークステーション向けのCPUは大容量のメモリをサポートしている点も大きな特徴となります。例えば「AMD Ryzen 9 7950X」はデュアルチャンネルで最大128GBまでのサポートとなりますが、「AMD Ryzen Threadripper PRO 7995WX」は8チャンネルで最大2TBまでをサポートするなど、速度面でも容量面でも大きな差があることがわかります。

2-4．Windowsなら「Pro」！ソフトにあわせたOS選び

かつてはワークステーション向けOSといえばUNIX系と言われていましたが、現在はWindowsが使用されるケースが多くなっています。特にクリエイティブ分野であれば、使いたいソフトがWindows向けしか用意されていない場合は、Windows一択となってしまいます。

ただし、Windowsを使用する場合は、いわゆる「Home」ではなく「Pro」がおすすめです。「Pro」は「Home」に比べて高度な設定が可能なほか、セキュリティ性の高さが魅力ですが、マルチCPUや大容量メモリのサポートなど、ワークステーション向けの機能も充実しています。「Windows 11 Home」のサポートメモリが128GBであるのに対し、「Windows 11 Pro」は2TBまでサポートしていますので、ワークステーションの性能を追求するためには「Windows 11 Pro」が必須となるわけです。

ワークステーションといえばUNIX系と述べましたが、現在でもUNIX系のひとつである「LinuX」を採用するワークステーションは少なくありません。Linuxはカスタマイズ性やセキュリティ性の高さが魅力であり、導入コストを抑えられるというメリットがあります。初心者の方にはややハードルが高くなりますが、ソフトの対応状況などとあわせて検討してみるのもよいでしょう。

3．ワークステーションのメリットとデメリット

3-1．【メリット】高品質パーツによる高い処理能力と安定性

ワークステーションは、一般的なパソコンよりも高性能なCPUやビデオカード、大容量のメモリを組み合わせた構成になっています。そのため、複雑な計算や大規模なデータ処理を高速かつスムーズに行うことができるのが最大のメリット。3D CADを使った複雑な設計や、4K・8Kなど高解像度映像の編集など、負荷の高い作業も快適に操作することができます。

また、高品質なパーツで構成されているために、長時間稼働の状況においても、高い耐久性と安定したパフォーマンスが期待できます。

3-2．【デメリット】パーツ単価が高く消費電力も高め

高性能かつ高品質なパーツを組み合わせているため、ワークステーションは一般的なパソコンよりも本体の値段が必然的に高くなります。いわゆるワークステーション向けのCPUやビデオカードは、非常に高価であり、単純なコストパフォーマンスで比較すると決して優れているとは言えません。

例えば、CPUの場合、一般向けの「AMD Ryzen 9 9750X3D」の値段は現在およそ95,000円(※2024年8月22日現在)ですが、「AMD Ryzen Threadripper PRO 7995WX」はおよそ190万円となっており、組み合わせるマザーボードやメモリ(ECC)の値段もかなり高価です。ビデオカードの場合も、「NVIDIA GeForce RTX 4090」がおよそ30万円であるのに対し、ワークステーション向けの「NVIDIA RTX 6000 Ada」はおよそ120万円と大きな差があることがわかります。

また、ビデオカードについては一般向けよりもワークステーション向けのほうが消費電力が少ないと言いましたが、CPUについてはワークステーション向けのほうが高めの傾向にあり、組み合わせるメモリ枚数も多くなるため、トータルとしては一般向けよりも高くなりがちです。もちろん、消費電力は構成するパーツによって異なりますので、購入時はそのあたりにも注目してみましょう。

4．ワークステーション選びのポイント

4-1．必要なスペックを把握する

ワークステーション選びのポイントは、一般的なパソコンと同じで、自分がどんな用途で利用するかを明確にする必要があります。特にワークステーションが高価なので、パソコン以上に、用途をはっきりさせる必要があります。

例えば、CADを使って3Dモデリングやシミュレーションを行う場合は、高いCPU性能はもちろんですが、ビデオカードの重要性が高まります。特に正確な描画が必要となる分野であり、OpenGLへの最適化が望まれますので、「NVIDIA RTX」シリーズなどワークステーション向けのビデオカードが必須となります。

一方、CG制作や映像編集の場合、GPUを使った処理という点では「NVIDIA GeForce RTX」シリーズなどのハイエンドビデオカードでも十分に対応できます。ただし、ソフトウェアによってはVRAMの容量が重要になりますので、少しでも快適性を求めるのであれば、ワークステーション向けがおすすめです。また、メインメモリの容量も重要となりますので、大容量メモリが搭載できるシステムに注目しておきたいところです。また、科学技術計算やビッグデータの処理を行う場合は、ビデオカードはもちろん、多くのコアを持つCPUが重要となります。

基本的に、ビデオカードとCPUの優先度は使用するソフトウェアに依存しますので、そのあたりも事前にしっかりチェックしておきましょう。

4-2．ソフトウェアにあったパーツ選び

上述した通り、ワークステーションの構成を検討する際は、どんなソフトウェアを使うかをあらかじめ念頭に置く必要があります。ソフトウェアによっては、特定のOSやハードウェアを要求するものもありますので、使用するソフトウェアに最適化した構成が重要となるわけです。

特にCAD系のソフトウェアはOpenGLと呼ばれるAPIが使用されているため、OpenGLに対応したビデオカードが必須です。NVIDIA製GPUの場合、ワークステーション向けの「NVIDIA RTX」シリーズはOpenGL、ゲーミング向けの「NVIDIA GeForce RTX」シリーズはDirectXに最適化されているのが特徴です。「NVIDIA GeForce RTX」シリーズもOpenGLに対応していますが、専門的に使いこなすのであればOpenGLに最適化された「NVIDIA RTX」シリーズを使用することをおすすめします。

4-3．長期的な視点で予算を決める

ワークステーションは高価なため、自分の用途に最適なパーツ構成を吟味して、しっかりとした予算立てを行う必要があります。ビデオカードがあまり重視されない作業に「NVIDIA RTX」シリーズを組み合わせても宝の持ち腐れですし、CPUがあまり重視されないのであれば、ワークステーション向けでもスペックの低いものを選ぶことで予算を抑えることができます。

一般的なパソコンの寿命は5年程度と言われますが、性能が求められるワークステーションの場合、あまり初期投資を絞ってしまうと、3年程度で性能的な寿命を迎えてしまうことがあります。高価な製品だけに、できるだけ長く使えるように、長期的な視点にたってパーツ構成や予算立てを行いましょう。

4-4．メーカーのサポート体制の確認

ワークステーションは、業務で使用されることが多いため、故障やトラブルはできるだけ避けたいところです。そのため、ワークステーションを購入する場合は、メーカーのサポート体制もしっかりとチェックしておきましょう。

電話やメールでのサポート、修理・交換の対応など、万が一のトラブルに備えて、充実したサポート体制を備えたメーカーを選ぶようにしましょう。

サイコム　サポートページ

5．ワークステーション購入後の注意点

5-1．設置環境の整備

ワークステーションの場合、一般的なパソコン以上に、設置環境の整備が重要になります。十分なスペースを確保し、直射日光や高温多湿を避け、できるだけPCケース内に熱がこもらない環境を構築しましょう。

また安定して電源を供給できる環境も重要。特に業務で使用する場合は、停電などによってデータが破損するのをできるだけ避ける必要があります。必要に応じて、無停電電源装置(UPS)の導入なども検討しましょう。

5-2．データのバックアップ・セキュリティへの対策

業務に使う場合は特にデータ損失のリスクを抑えるため、定期的なデータバックアップが必須となります。必要に応じてRAIDなどで冗長化することも検討しましょう。

また、ワークステーションに限りませんが、ウイルス対策ソフトなどを導入して、ウイルス対策を行うことも重要です。

5-3．定期的なメンテナンス

定期的にクリーニングを行い、PCケース内のホコリを取り除くことによって、冷却効率の維持を心がけましょう。定期メンテナンスの際に、ベンチマークソフトなどを使い、各パーツが正常に動作しているかもあわせてチェックすることをおすすめします。

また、OSやソフトウェアの更新情報もチェック。必要に応じてアップデートして、セキュリティやパフォーマンスを向上させます。さらに、メーカーや販売店のサポート体制を確認し、故障やトラブル発生時の対応方法もしっかりと把握しておきましょう。

6．おすすめのBTOワークステーションを紹介

6-1．Lepton Hydro WSZ790

BTOメーカー・サイコムのフラグシップモデルとなるデュアル水冷の「Hydro」が、プロフェッショナル向けの「Lepton」シリーズに登場。「Lepton Hydro WSZ790」は、標準構成で、20コア/28スレッドの「Intel Core i7-14700K」と「NVIDIA GeForce RTX 4080 SUPER」搭載ビデオカードの組み合わせを採用し、マザーボードには堅牢性の高い「ASRock Z790 Steel Legend WiFi」を搭載。さらに、DDR5-4800メモリを64GB搭載するなど、ワークステーションとして十分な構成となっています。

ビデオカードは、ASETEK製の水冷ユニットをサイコム独自の工夫で組み込んでおり、従来の空冷ファンと比べても格段の冷却性能と静音性を実現。CPUの冷却には、同じくASETEK製の最新世代高性能水冷ユニットを採用しています。そして、Antec製PCケース「P20CE」にサイコム独自でNctua製ファンを前面と背面に搭載することによって、さらに冷却性能をアップ。電源ユニットはAntec製の850W電源を搭載しています。

Lepton Hydro WSZ790製品ページ

6-2．Lepton Hydro WSTRX50A

32コア/64スレッドの「AMD Ryzen Threadripper 7970X」と「NVIDIA GeForce RTX 4080 SUPER」搭載ビデオカードの組み合わせを採用したデュアル水冷「Hydro」のワークステーションモデルが「Lepton Hydro WSTRX50A」です。マザーボードに高い拡張性と堅牢な電源回路を備えた「ASUS Pro WS TRX50-SAGE WIFI/SI/6E」を採用。DDR5-4800のECCメモリを128GB搭載するなど、妥協なきウルトラハイエンドワークステーションとなっています。

ビデオカードは、ASETEK製の水冷ユニットをサイコム独自の工夫で組み込んでおり、従来の空冷ファンと比べても格段の冷却性能と静音性を実現。CPUの冷却には、同じくASETEK製の360mm角ラジエーターを備えた最新世代高性能水冷ユニットを採用しています。電源ユニットはAntec製の1000W電源を搭載しており、高負荷時でも安定した動作が期待できます。

Lepton Hydro WSTRX50A製品ページ

6-3．Lepton WS3900W790

24コア/48スレッドのワークステーション向け「Intel Xeon W7-2495X」を搭載したハイエンドワークステーションモデルが「Lepton WS3900W790」。W790チップセットを搭載したマザーボード「ASUS Pro WS W790-ACE」を採用し、メモリはECCレジスタードのDDR5-4800を64GB(16GB×4/クワッドチャンネル)搭載しています。

標準構成では「NVIDIA GeForce RTX 4070 SUPER」搭載ビデオカードを採用。クリエイティブ用途であれば十分なパフォーマンスを発揮しますが、カスタマイズによって「NVIDIA RTX」シリーズに変更することで、CADなどの用途でもパワフルな性能が期待できます。

Lepton WS3900W790製品ページ

6-4．Lepton WS4000TRX50A

32コア/64スレッドの「AMD Ryzen Threadripper 7970X」を標準搭載した「Lepton WS4000TRX50A」は究極のワークステーションモデルで、メモリはECCレジスタードのDDR5-4800を64GB(16GB×4/クワッドチャンネル)搭載しています。

標準構成では、「NVIDIA GeForce RTX 4060」搭載のビデオカード(VRAM：8GB)を採用していますが、カスタマイズによって「NVIDIA RTX」シリーズなどのワークステーション向けビデオカードに変更することも可能。まさにプロフェショナル向けのワークステーションとして注目の一台となっています。

Lepton WS4000TRX50A製品ページ

7．まとめ

ワークステーションは、プロフェッショナルな現場で使用されるコンピュータなので、一般的なパソコンよりも高性能なパーツが多数使用されます。そして、単なるハイスペックパソコンではなく、各パーツが用途に特化した構成となっており、専門的な作業には欠かせない機器となります。

本記事では、ワークステーションの基礎知識や構成パーツ、選び方などを紹介してきました。基本的には業務用であり、個人で使用することはあまり多くありませんが、CADや科学計算などを行う人はぜひ注目してみてください。

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