聯(lián)想商務(wù)機

聯(lián)想圖形工作站P系列以穩健的運算及專(zhuān)業(yè)的圖像渲染，服務(wù)于載人航天多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節，并于今年進(jìn)駐中國太空實(shí)驗室。

自2012年正式成為中國載人航天事業(yè)的戰略合作伙伴，聯(lián)想與中國載人航天工程辦公室共建了中國載人航天工程總體仿真實(shí)驗室，聯(lián)想工作站便開(kāi)始服務(wù)于該實(shí)驗室和主要研制單位，在軌道計算、模擬仿真、航天器設計等關(guān)鍵環(huán)節承擔核心圖形處理應用，并于今年進(jìn)駐中國太空實(shí)驗室，聯(lián)想P系列工作站以航天級品質(zhì)助力神舟十一號及天宮二號對接成功。

中國載人航天工程總體仿真實(shí)驗室

創(chuàng )新設計及全面ISV認證

挑戰高負荷軌道計算

載人航天區別于不載人航天特點(diǎn)就在于安全及返回，飛船飛行的每一秒都關(guān)系到航天員的安全。要確保航天員在兇險航天之旅中的生命安全，離不開(kāi)精確的軌道計算。中國載人航天科研人員在載人航天工程總體仿真實(shí)驗室中，利用高端服務(wù)器與工作站產(chǎn)品模擬測試航天器從發(fā)射到回收的全過(guò)程，對各種太空物體的位置進(jìn)行模擬計算以避免碰撞，并優(yōu)化推進(jìn)劑管理方案。

以“神舟十號”為例，其動(dòng)力模型非常復雜，包含30多個(gè)微分方程，其中13個(gè)為偏微分方程，每秒需要返回數十個(gè)計算結果，算出正確的位置和相對速度，以便調整發(fā)射軌道。

軌道計算

如此持續高負荷的工作，對工作站產(chǎn)品及系統的穩定性要求極高。ThinkStation P910擁有專(zhuān)利的三通道冷卻技術(shù)和創(chuàng )新的導風(fēng)罩設計，帶來(lái)P系列工作站在運行時(shí)保持較低的工作溫度。

除此之外，聯(lián)想ThinkStation P910具有業(yè)界全面的ISV認證，使得其擁有無(wú)可比擬的穩定性與兼容性。通過(guò)與諸如Dassault System、Siemens、PTC、Autodesk和Ansys等獨立軟件開(kāi)發(fā)商的合作認證測試，專(zhuān)業(yè)軟件在工作站平臺上的表現更加穩定。即使是如航天器軌道計算的復雜3D渲染與大量計算工作，工作站依然能在長(cháng)時(shí)間高負荷的運轉中行云流水，有效地避免了因為宕機造成的工作延誤。

GPU加速

助力載人航天模擬仿真對接

空間交會(huì )對接技術(shù)是人類(lèi)深層開(kāi)發(fā)空間的關(guān)鍵技術(shù)，完整的空間交會(huì )對接是個(gè)非常龐大、復雜的系統。通過(guò)精確測量?jì)蓚€(gè)航天器之間的相對位置、相對速度、相對姿態(tài)及它們的變化率，實(shí)現兩個(gè)航天器在空間的交會(huì )對接。

而現實(shí)中，兩個(gè)航天器的飛行速度都是每小時(shí)超過(guò)上萬(wàn)公里，重量8-9噸，交會(huì )對接時(shí)要求接近的相對速度從300米/秒降低到0.2米/秒以?xún)?，角度偏?°之內，橫向偏差不超過(guò)20厘米，難度可見(jiàn)一斑，所以，在地面進(jìn)行仿真驗證試驗十分必要。

多聯(lián)屏

交會(huì )對接的模擬仿真時(shí)，后臺模擬控制系統需要實(shí)時(shí)測量位置姿態(tài)、從敏感器讀取數據，并將讀取的數據進(jìn)行處理，變成控制量輸出，把上百個(gè)環(huán)節做成數學(xué)模型，這無(wú)疑要求了硬件設備的高清晰復雜三維圖形的高速穩定運算能力及數據的可視化處理。

其實(shí)ThinkStation P910工作站除了配備運算力超強的英特爾?至強?多核處理器外，還可以添加GPU進(jìn)行并行加速。NVIDIA Maximus多 GPU 技術(shù) 能夠充分利用多顆專(zhuān)業(yè)圖形處理器 (GPU) 來(lái)智能地擴展應用性能，大幅加速工作流程。

GPU尤其適合進(jìn)行并行計算，目前常見(jiàn)的CAE平臺，多數已經(jīng)支持使用GPU的求解器。

專(zhuān)業(yè)配置

成就復雜航天器設計

飛船的安全返回是載人航天的另一個(gè)難題，它需要啟動(dòng)反推火箭減速、調姿、進(jìn)入返回軌道等技術(shù)。當飛船再次進(jìn)入大氣層后，還要闖過(guò)三道“鬼門(mén)關(guān)”：一是過(guò)載關(guān)，返回艙高速進(jìn)入稠密大氣層時(shí)會(huì )產(chǎn)生巨大的沖擊過(guò)載，就像飛機撞山一般；二是火焰關(guān)，返回艙和大氣的高速摩擦將使飛船變成一團火球，表面溫度達到3000攝氏度以上；三是撞擊關(guān)，飛船降落盡管有降落傘，但它的降落速度仍達每秒10米，這時(shí)需要同時(shí)打開(kāi)Y高度控制裝置，在接近地面時(shí)Y高度控制裝置控制反推發(fā)動(dòng)機點(diǎn)火，讓返回艙緩沖減速安全著(zhù)陸，保證航天員的生命安全。經(jīng)過(guò)這三關(guān)考驗才能安全著(zhù)陸。

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神舟十一號返回艙

在此嚴苛的外部環(huán)境下，載人航天器的結構設計，材質(zhì)運用以及模擬仿真驗證就至關(guān)重要。從模型規模上來(lái)看，載人航天工程的航天器零件數量級在十萬(wàn)級上下。而且其中大量運用復合材料，這更增加了設計過(guò)程中的復雜性。且復合材料結構與總成設計之間通過(guò)多種復雜的方式交織在一起，大大增加了運算量。

聯(lián)想ThinkStation P910工作站配備運算力超強的Intel Xeon E5-2600v4處理器，輕松應對這一問(wèn)題，其搭載的1024GB DDR4內存，使大型航天器設計成為可能。并可以支持三塊的Nvidia Quadro M6000高性能顯卡，再復雜的任務(wù)在具有航天級品質(zhì)的ThinkStation P910工作站面前也顯得游刃有余。

聯(lián)想工作站P系列以穩健的運算及專(zhuān)業(yè)的圖像渲染，服務(wù)于載人航天多個(gè)關(guān)鍵環(huán)節，大大提高航天器設計的質(zhì)量、速度以及可驗證性，很大限度地節省了科研經(jīng)費，縮短了研制周期，提升設計可靠性，為載人航天工程總體頂層決策提供了有力技術(shù)支撐。

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