蓝宝PGS AMD FirePro 助力下一代火箭系统

　　我们的征途是星辰大海

　　哲学家认为，人类的三个终极问题分别是：我是谁、我从何而来、我将去往何处。关于这三个终极问题的答案，科学家们也在不断尝试破解，其中一个方向就是浩瀚的宇宙。

　　要破解宇宙的奥秘，不能单靠拿着望远镜遥望星空就能达成，在二战后，人类将原本用于战争的火箭系统进行和平利用，实现了太空探索的重大突破，甚至在60年代就实现了载人登陆月球的宏伟目标。

　　时隔40年后，全球又展开了新一轮的太空竞赛，尤其是受到资源（钛矿、稀土、核聚变等）驱动的登录计划更是已经箭在弦上，蓄势待发。

　　美国政府在小布什世代曾经有过一个重返月球计划，不过受制于内部争论，在奥巴马上台后又被砍掉了，成为“留给私人机构”事情，而美国国家航空航天局（NASA）则将新的太空计划目标定在登录小行星和火星上。

　　NASA为新计划开发的载具被称为太空发射系统（SpaceLaunchSystem），沿自之前“重返月球”计划中战神一号和战神五号的技术，在未包含火箭造价的情况下光是研发费用预估高达360亿美元，SLS优先发展的载人型号推力是3810吨，随后发展的载货型号推力是4173吨，有效载荷达130吨。

　　SLS的火箭系统由液体主火箭系统和固体火箭助推器两部分组成，和液体燃料火箭相比，固体火箭的优点是部署快、污染少，但是一般认为固体火箭的工作时间较短，要使用固体火箭实现大推力助推尤其是要用于SLS这样的超级火箭系统上更是难上加难。

工欲善其事必先利其器

　　拿下SLS两个关键助推器系统的OrbitalATK（轨道ATK公司）是2015年重组而成的，前身分别是轨道科技公司和ATK公司，目前旗下有飞行系统事业部、防务系统事业部、空间系统事业部三个集团，负责SLS固体火箭助推器和发射中止系统火箭发动机的是其中的飞行系统事业部，在全美各地有超过14000个雇员，其中2000名雇员在犹他州基地，这里负责制造太空发射、军事以及防务的固体火箭，整个基地的面积超过500万平方英尺。

SLS固体火箭助推器首次点火试车中
（时间为三月份，地点在轨道ATK公司的犹他州基地）

　　OrbitalATK公司经常需要进行复杂的一次性加工制造。在犹他州的设计制造工程师使用高端CAD/CAM/CAE软件，其中以来自西门子PLM公司的NX占主导地位。“NX是一个一线CAD工具，具有高度的图形密集强度”，OrbitalATK公司的工程工具与分析部高级经理NathanChristensen解释道，“由于是一个单线程建模应用程序，它在图形卡方面有重度需求”。为了应对这个情况，OA公司在提供给工程师们的DELL3600系列工作站中采用了AMD FirePro W5000专业卡。

　　OA公司的工程工具与分析部高级首席工程师JimMaul编订了一个为CAD优化的标准工作站配置，其中包含了一个四核的1620处理器以及32GB内存。“虽然我们有一组用于最苛刻计算的大规模高性能集群，许多工程师还是在使用工作站计算机来运行结构、温度以及液体动力模拟，加之我们希望每个人在需要的时候都能有充足的CPU性能。Dell和AMD FirePro专业卡的组合胜任了这项工作。”

蓝宝PGS AMD FirePro W5000显卡成为轨道ATK公司的制式装备

　　OrbitalATK公司的工程师和程序员为美国政府、美国空军以及内部和商用开发特定的仿真代码。例如，HERO是一个高度定制的仿真软件，用于热传导、侵蚀、消融预测。这些内部开发的代码利用了OpenGL协议以及AMD FirePro W5000 GPU的强大性能，使得用户在运行计算的时候能比单纯依赖CPU的方式快上许多。

　　“GPU性能非常好，我们达到了优秀的结果，”Christensen评论说，“某些分析类型采用了OpenGL，例如计算分析和复杂热分析都能AMDGPU显卡上非常好地完成。我们看到了相较于只使用CPU时的不同程度性能提升。OrbitalATK的消融代码HERO在使用GPU来缩短求解时间方面显得非常高效。”

　　HeathDewey是高级软件工程师同时也是为HERO实现GPU代码的开发人员，他表示，“在我们内部开发工程软件期间，AMD FirePro W5000显卡表现出非常好的性能以及可靠性。大容量的卡载显存以及高计算性能使得HERO可以在规模极大的有限元模型上快速地执行视角因数计算。”

正确选择让预算效益最大化

　　对工程师来说硬件能否满足其需求是至关重要的，所以OrbitalATK公司每隔三年就更新一次硬件。然而，基地中有数以百计的工程用工作站，一次硬件更新需要一大笔的投资。JimMaul评论道：“当我们进行一次升级的时候，价格总是一个问题，而且我们必须从业务和IT管理的角度上作出我们的判断。因此我们对显卡的价格性能尤为关注，而这正是AMD的强项。我们在可支付的价格点上得到了我们所需要的性能，这正是我们在过去三次升级都选择AMD专业卡的原因。”

　　JimMaul解释了最近的工作站升级所优先考虑的要素，那就是同等性能下的显卡成本。“我们使用的一些应用程序中某片卡也许比另一片快上一些。例如，我们有几位工程师使用CitrixXenDesktop作远程CAD访问，因此我们有测试过其它显卡。这片卡贵200美元。但是考虑到我们的采购规模数以百计，而这片卡并没有让我们的预算利用率达到一个数量级的提升。”

可靠性、可采购性以及持续的改进

　　据NathanChristensen介绍，自2009年开始，AMD显卡已经获得OrbitalATK公司选用，用户对其图形性能非常满意，“AMD显卡在我们使用的软件应用程序上获得认证，FirePro显卡的整体可靠性一直以来都非常出色。”

　　JimMaul补充到，“OA公司正与供应商继续合作，为工程师提供最佳和最具成本效益比的工具，作为OA公司的合作伙伴，AMD公司有良好的记录。我们非常支持和AMD的合作，并且我们在每次设备升级时显存容量都得到了提升，例如最近一次的更新，显卡内存就从512MB提升到了2GB。”

　　NathanChristensen表示，“AMD FirePro专业卡在我们的标准配置和高级配置工程用工作站上都运作良好。以AMD产品作为制式装备列装能为我们机构里所有的应用程序提供一致和可复验的图形性能。这是首次有标配工作站包含了双屏或者三屏配置，全都由AMD提供支持。经过实践证明该工作站能为工程师们提供巨大的生产效率跃升。”

　　备注：本文中提及的蓝宝PGS AMD FirePro W5000现在已经有了更新，型号为蓝宝PGS AMD FirePro W5100：

蓝宝PGS AMD FirePro W5100