HP-UX 与 PA-RISC 工作站上的 CAD/CAM 黄金时代

在 20 世纪 80 年代末和整个 90 年代，技术计算领域经历了剧烈的变革。行业从集中的、基于主机的庞然大物（mainframe）CAD/CAM 解决方案转向了分布式的 Unix 客户端-服务器模型。在这场转型中，RISC（精简指令集计算机）工作站处于核心地位，其中运行在 PA-RISC 架构上的 HP-UX 成为机械计算机辅助设计（MCAD）和自动化市场的统治力量。

这一时代的核心需求是巨大的浮点性能和高保真 3D 可视化——这些需求推动了硬件与软件集成的边界。在近二十年的时间里，HP 9000 工作站为世界上最严苛的工程任务提供了必要的计算能力，从设计一级方程式赛车（Formula 1）到模拟航天器。

硬件优势：PA-RISC 与 3D 可视化

HP-UX 在 CAD/CAM 领域的成功很大程度上归功于 PA-RISC 处理器的架构优势。与许多同期的 RISC 和 CISC 架构相比，这些芯片提供了卓越的浮点性能。64 位 PA-RISC 2.0 的引入进一步巩固了这一领先地位，使得 HP Visualize 工作站成为计算机辅助工程（CAE）的首选，直到 2000 年代初期行业最终向 Windows-Intel 和 Linux 迁移。

可视化同样至关重要。HP 通过几项关键技术演进其图形栈：

• PowerShade (1992): 随 HP 9000 700 系列推出，PowerShade 允许即使是入门级系统也能通过 PHIGS 或 Starbase 库访问高级图形功能和动态性能。
• HP PEX Libraries: 传统上用于 3D 设计，PEX 通过 X server 为 HP-UX 工作站带来了高性能图形。
• 向 OpenGL 的转型 (1995): 虽然市场最初更倾向于 PEX，但 HP 最终授权并支持了 Silicon Graphics 的 OpenGL（事实上的 3D 标准），这使得第三方 CAD 厂商更容易将其软件移植到 PA-RISC。

HP-UX CAD 生态系统的支柱

几款重量级软件套件定义了 HP-UX 平台的各种技术能力。这些工具涵盖了设计（CAD）、制造（CAM）和工程分析（CAE）的整个光谱。

I-DEAS: 汽车领域的动力源

由 SDRC 开发的 I-DEAS（Integrated Design and Engineering Analysis Software）是一套功能多样的应用套件，在汽车行业被广泛使用，其中最著名的是福特汽车（Ford Motor）和 Williams Formula 1 车队。

CATIA: 航空航天及其他领域

最初由 Dassault Systèmes 为飞机设计而开发，CATIA 成为了产品开发的全球标准。虽然 CATIA V4 在 90 年代广泛应用于 PA-RISC，但该平台一直支持该软件直到 2008 年的 V5R19 版本。HP 对 CATIA 的投入非常大，以至于他们在 Dassault 维持了专门的配置指南和全职顾问，以确保在 HP 9000 硬件上获得最佳性能。

AutoCAD: PC 巨头的 Unix 实验

与 CATIA 或 I-DEAS 不同，AutoCAD 出生于 PC。虽然它统治了桌面市场，但 Autodesk 在 1990 年代尝试将其移植到 Unix。尽管它支持 HP-UX（在 1994 年最高支持到版本 13），但 Unix 版本在市场上的接受度有限——销售额占比不足 10%——因为该软件的身份仍然牢牢扎根于 MS-DOS 和 Windows 生态系统。

HP ME10, ME30, 和 SolidDesigner

HP 也开发了自己的第一方解决方案。ME10（2D 绘图）和 ME30（3D 实体建模）是 HP MCAD 产品线的主力军。这些工具最终演变为 SolidDesigner，并在 1996 年拆分出了一家名为 CoCreate 的公司。这些工具在欧洲和日本特别受欢迎，在 90 年代初期为 HP 的 Precision Engineering Systems 部门带来了显著的营收增长。

模拟科学：MSC Nastran 与 Patran

虽然 CAD 专注于物体的 形状，但 CAE 专注于其 行为。MacNeal-Schwendler Corporation (MSC) 通过 Nastran 和 Patran 领导了这一市场。

• Nastran: 一种与 NASA 共同开发的有限元分析（FEA）工具，Nastran 用于关键的模拟任务，包括航天飞机、X-Plane 项目和国际空间站。它对浮点运算的沉重依赖使其成为 PA-RISC 强大 FPU 的完美搭档。
• Patran: 通常作为 Nastran 的前处理器和后处理器，Patran 将工程设计与结果评估联系起来。它提供了必要的接口，用于从 CATIA 和 I-DEAS 等其他 CAD 巨头导入文件。

遗产与转型

Unix 工作站时代是连接大型机（mainframe）与现代 PC 的桥梁。从 HP-UX on PA-RISC 向基于 x86 的系统的转型并非一蹴而就，而是在硬件商品化和 Linux 兴起的驱动下逐渐迁移的。到 2000 年代中期，曾经定义了工程领域尖端技术的专用硬件——例如 Visualize FX 图形适配器——已被消费级和专业级 GPU 的快速演进所取代。

然而，在这些系统上进行的工作为现代 PLM（产品生命周期管理）和 CAE 工作流奠定了基础。PA-RISC 时代的精度和力量证明了分布式计算可以处理现存最复杂的物理模拟，这一遗产至今仍体现在每一架现代飞机和每一辆汽车中。