เหตุใดยานอวกาศจึงติดตั้งโปรเซสเซอร์ในศตวรรษที่ 20

น่าแปลกใจ แต่ยานอวกาศสมัยใหม่มีโปรเซสเซอร์ที่ล้าสมัยซึ่งพัฒนาขึ้นในศตวรรษที่ 20 ในบทความนี้ เราจะบอกคุณว่าอะไรคือสาเหตุของสถานการณ์นี้

ยานอวกาศคือความมหัศจรรย์ของเทคโนโลยีอย่างแท้จริง ซึ่งติดตั้งอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทุกประเภท แน่นอนว่าสิ่งนี้ยังรวมถึงโปรเซสเซอร์ด้วย ซึ่งอุปกรณ์นี้สามารถทำการคำนวณที่ซับซ้อนได้มาก อย่างไรก็ตาม ชิปที่ใช้ในการพัฒนาของ NASA และหน่วยงานด้านอวกาศอื่นๆ มักจะดูเหมือนอุปกรณ์ที่ล้าสมัยซึ่งเลิกผลิตไปนานแล้ว

เมื่อเราพูดถึงโปรเซสเซอร์ บล็อกของคอมพิวเตอร์เดสก์ท็อปของเราอาจจะนึกถึงทันที ชิปจำนวนมากมีอิทธิพลต่ออุตสาหกรรมเทคโนโลยี ในปัจจุบัน ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่ทรงพลังพร้อมพลังประมวลผลมหาศาลได้รับการพัฒนาแล้ว การใช้อุปกรณ์ที่คล้ายคลึงกันในด้านเทคโนโลยีที่ซับซ้อนเช่นการวิจัยอวกาศก็มีเหตุผล การลงจอดบนดวงจันทร์หรือการปล่อยจรวดและการเคลื่อนยานสำรวจอวกาศที่ระยะทางหลายล้านกิโลเมตรจากโลกของเรานั้นต้องใช้พลังประมวลผลเป็นจำนวนมากอย่างแน่นอน ปรากฎว่าไม่ใช่กรณีทั้งหมด และพวกคุณหลายคนอาจจะแปลกใจว่าสถานีอวกาศมีความจำเป็นเพียงเล็กน้อยในการควบคุม อย่างไรก็ตาม รถแลนด์โรเวอร์ Perseverance รุ่นใหม่ที่เพิ่งลงจอดบน Red Planet ได้สำเร็จนั้นใช้โปรเซสเซอร์ RAD750 ซึ่งเป็นรุ่นพิเศษของ PowerPC 750 ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญของคอมพิวเตอร์ iMac G3 ที่ออกมาเมื่อ 20 กว่าปีที่แล้ว . และเฮลิคอปเตอร์ Ingenuity ซึ่งปัจจุบันทำงานบนดาวอังคารก็ติดตั้งโปรเซสเซอร์ Snapdragon 801 ยานอวกาศเหล่านี้ดำเนินการประมวลผลที่ซับซ้อนที่สุดทำงานบนไมโครโปรเซสเซอร์ "ธรรมดา" หรือแม้แต่ล้าสมัย แต่สถานการณ์นี้ไม่น่าจะเปลี่ยนแปลงแม้แต่ในอนาคต มาดูกันว่าทำไมนักวิทยาศาสตร์ที่ NASA และหน่วยงานด้านอวกาศอื่นๆ จึงถูกบังคับให้ใช้ SoC ที่อ่อนแอเช่นนี้

อ่าน: Terraforming Mars: Red Planet กลายเป็นโลกใหม่ได้หรือไม่?

โปรเซสเซอร์อวกาศทำงานช้าอย่างน่าประหลาดใจ

เริ่มจากตัวอย่างที่ทุกคนควรรู้ดี เรากำลังพูดถึงเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 16 กรกฎาคม พ.ศ. 1969 ในวันนี้ ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจอะพอลโล 11 ยานยิง SA-506 ได้นำยานอวกาศอพอลโลออกจากชั้นบรรยากาศโลก และ 4 วันต่อมา นักบินอวกาศชาวอเมริกัน บัซ อัลดริน และนีล อาร์มสตรอง ก็ได้เหยียบย่ำพื้นผิวดวงจันทร์เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ ภารกิจนี้สำเร็จได้ด้วยความช่วยเหลือของ AGC (Apollo Guidance Computer) ซึ่งพัฒนาขึ้นในปี 1966 การออกแบบค่อนข้างน่าสนใจจากมุมมองของเทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ แต่เมื่อพิจารณาถึงลักษณะทางเทคนิคของอุปกรณ์นี้แล้วใคร ๆ ก็แปลกใจที่ภารกิจนี้ประสบความสำเร็จเลย ลองคิดดูว่าชิปบนบอร์ดใช้งานได้กับความถี่สัญญาณนาฬิกาเพียง 2,048 MHz และมี RAM เพียง 2048 คำ ใช่แล้ว ตรงกับคำพูดเลย นั่นคือตอนนี้มันดูเหลือเชื่อ แต่ในเวลานั้นมันเป็นคอมพิวเตอร์ที่ทันสมัยที่สุดเครื่องหนึ่ง

เป็นที่น่าสังเกตว่าคอมพิวเตอร์ที่บ้านให้ประสิทธิภาพที่ใกล้เคียงกัน Apple II ออกเมื่อไม่กี่ปีต่อมา กล่าวอีกนัยหนึ่ง ในเวลานั้นยานอวกาศมีอุปกรณ์ทางเทคนิคที่ล้ำสมัย

อย่างไรก็ตาม สถานการณ์นี้ดำเนินไปจนถึงจุดหนึ่ง เป็นที่ชัดเจนว่าอุปกรณ์ที่มีประสิทธิภาพมากกว่าไม่จำเป็นต้องเป็นทางออกที่ดีที่สุดเสมอไป และบางครั้งอาจเป็นอันตรายมากกว่า จุดเปลี่ยนในประวัติศาสตร์ของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในอวกาศคือการกำหนดค่าที่แน่นอนของรังสีคอสมิกและผลกระทบต่อเทคโนโลยี แต่การแผ่รังสีส่งผลกระทบต่อตัวประมวลผลอย่างไร?

เมื่อยานอวกาศของราศีเมถุนซึ่งติดตั้งคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดแบบเรียบง่ายเปิดตัวสู่อวกาศ เทคโนโลยีที่ใช้ในการสร้างยานอวกาศดังกล่าวได้กลายเป็นสิ่งที่ล้าสมัยไปแล้ว ณ วันนี้ อย่างไรก็ตามในอวกาศกลับกลายเป็นข้อได้เปรียบที่ยิ่งใหญ่

ทุกวันนี้ เมื่อมีการสร้างโปรเซสเซอร์ใหม่ มีการใช้กระบวนการทางเทคโนโลยีที่ทันสมัยมากขึ้น ตอนนี้เราสามารถซื้อโปรเซสเซอร์ขนาดเล็กที่ใช้งานได้จริงซึ่งทำโดยการพิมพ์หินขนาด 7 นาโนเมตรได้อย่างง่ายดาย ยิ่งชิปมีขนาดเล็กเท่าใด แรงดันไฟฟ้าก็จะยิ่งน้อยลงในการเปิดและปิด ในอวกาศอาจทำให้เกิดปัญหาร้ายแรงได้ ความจริงก็คือภายใต้อิทธิพลของอนุภาครังสีมีความเป็นไปได้ที่จะเปลี่ยนสถานะโดยไม่ได้ตั้งใจที่ทรานซิสเตอร์จะเป็น ในทางกลับกัน อาจทำให้ระบบหยุดทำงานในช่วงเวลาที่ไม่คาดคิด หรือการคำนวณที่ดำเนินการโดยใช้ตัวประมวลผลดังกล่าวจะไม่ถูกต้อง และในอวกาศ สิ่งนี้เป็นสิ่งที่ยอมรับไม่ได้และอาจนำไปสู่ผลที่น่าเศร้า

ตัวอย่างที่น่าสนใจคือ ตัวอย่างเช่น โปรเซสเซอร์ Intel 386SX (รุ่นตัดทอนของ Intel 80386) ซึ่งควบคุมสิ่งที่เรียกว่าห้องโดยสารกระจก วิ่งด้วยความเร็วนาฬิกาประมาณ 20 MHz ซึ่งหมายความว่าสามารถทำงานได้ที่ 20 รอบต่อวินาที ในช่วงเวลาของการเปิดตัวในการก่อสร้างอวกาศ ชิปไม่มีความเร็วสูงเป็นพิเศษ แต่ที่สำคัญกว่านั้น ต้องขอบคุณความถี่สัญญาณนาฬิกาที่ต่ำ โปรเซสเซอร์จึงปลอดภัย

เมื่อสัมผัสกับรังสี อนุภาคสามารถทำลายข้อมูลที่จัดเก็บไว้ในหน่วยความจำแคชของโปรเซสเซอร์ได้ สิ่งนี้เป็นไปได้ในหน้าต่างที่สั้นมาก - เวลาต่ำจะลดความเร็วลงอย่างมาก ซึ่งหมายความว่าวงจรที่เร็วกว่าจะได้รับรังสีมากกว่า พูดง่ายๆ ก็คือ ในที่สุดการแผ่รังสีอาจส่งผลต่อการจัดเก็บข้อมูลและทำให้ตัวประมวลผลเสียหายได้ สิ่งนี้ไม่เป็นที่ยอมรับภายใต้สภาวะการทำงานของสถานีอวกาศ ยานปล่อย หรือโพรบ ไม่มีใครจะเสี่ยงโครงการล้านดอลลาร์

อ่าน: อะไรสามารถป้องกันไม่ให้เราตั้งอาณานิคมบนดาวอังคารได้?

รังสีทำลายล้าง

ครั้งหนึ่ง ผลกระทบของรังสีได้รับการชดเชยโดยการเปลี่ยนแปลงในกระบวนการผลิตเอง เช่น ใช้วัสดุ เช่น แกลเลียม อาร์เซไนด์ อย่างไรก็ตาม การดัดแปลงแต่ละครั้งมีราคาแพงมาก นอกจากนี้ ระบบสำหรับยานอวกาศยังถูกสร้างขึ้นในโรงงานเฉพาะทางในปริมาณเล็กน้อย การใช้เทคโนโลยี RHBD เท่านั้นที่ทำให้สามารถใช้กระบวนการ CMOS มาตรฐานในการผลิตไมโครเซอร์กิตที่ทนต่อรังสีได้ นอกจากนี้ยังใช้เทคนิคต่างๆ เช่น ความซ้ำซ้อนสามเท่า ซึ่งช่วยให้สามารถจัดเก็บสำเนาที่เหมือนกันสามชุดของบิตเดียวกันได้ตลอดเวลา เมื่อจำเป็นก็จะเลือกสิ่งที่ดีที่สุด

ผลกระทบจากการทำลายล้างของรังสีที่มีต่อระบบยานอวกาศเคยทำให้ภารกิจ Russian Phobos-Grunt ล้มเหลว ชิป WS512K32V20G24M ที่ออกแบบมาสำหรับเครื่องบินทหาร ได้รับความเสียหายจากไอออนหนักจากรังสีคอสมิก กระแสไฟฟ้าที่มากเกินไปทำให้คอมพิวเตอร์เสียหายและเข้าสู่เซฟโหมด เนื่องจากปัญหาในการสื่อสาร ทำให้ไม่สามารถรีสตาร์ทได้ ซึ่งทำให้โพรบเข้าสู่บรรยากาศและการเผาไหม้

ดังนั้นสำหรับโครงการที่มีอายุการใช้งานยาวนานจึงใช้บล็อคที่ทนทานจริงๆ ตัวอย่างเช่น กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลแต่เดิมติดตั้งหน่วย Rockwell Autonetics DF-8 แบบ 224 บิตที่มีความถี่สัญญาณนาฬิกา 1,25 MHz ในไม่ช้ามันก็ชัดเจนว่านี่เป็นความคิดที่ไม่ดี และ NASA ต้องผ่านกระบวนการเปลี่ยนชิปด้วย Intel ในปี 1993 กล้องโทรทรรศน์ถูกดัดแปลงเพื่อรองรับ Intel 386 และระหว่างภารกิจบริการ 3A ในปี 1999 ชิป DF-224 และ Intel 386 ทั้งคู่ถูกแทนที่ด้วยชิป Intel 486

เราได้ยกตัวอย่างสถานีอวกาศไปแล้วที่นี่ ดูเหมือนว่าโครงสร้างขนาดใหญ่และซับซ้อนเช่นนี้ควรมีระบบที่มีประสิทธิภาพมากบนเรือ อย่างไรก็ตามนี่ไม่ใช่กรณี เป็นที่ทราบกันว่าคอมพิวเตอร์หลักบนสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ทำงานบนบล็อก Intel 386 ที่กล่าวถึงแล้ว โดยพื้นฐานแล้ว มีการใช้คอมพิวเตอร์สามชุดสองชุด - รัสเซียหนึ่งเครื่องและอเมริกันหนึ่งเครื่อง เรามาดูยานอวกาศนิวฮอไรซันส์รุ่นใหม่กว่ามาก ซึ่งบินผ่านดาวพลูโตในปี 2015 และมุ่งเป้าไปที่แถบไคเปอร์ ชิป Mongoose-V ทนรังสีที่มีความถี่สัญญาณนาฬิกา 15 MHz ซึ่งสามารถทำงานที่ความเร็ว 40 รอบต่อวินาทีมีหน้าที่รับผิดชอบฟังก์ชั่นส่วนใหญ่ในอุปกรณ์นี้ ประสิทธิภาพใกล้เคียงกับประสิทธิภาพของโปรเซสเซอร์ที่คอนโซลทำงาน PlayStation.

เมื่อเราดูยานอวกาศที่ทันสมัยมาก เราพบว่านักออกแบบกำลังใช้โซลูชันที่มักมีอายุหลายสิบปี เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทั้งโลกได้เฝ้าดูการลงจอดของยานสำรวจ Curosity บนดาวอังคาร ไม่กี่คนที่เดาได้ว่าข้างในเป็นโปรเซสเซอร์ BAE RAD750 ที่โอเวอร์คล็อกที่เพียง 200 MHz ซึ่งเป็นชิป IBM PowerPC 750 รุ่นปรับปรุง หากคุณเคยเป็นเจ้าของคอมพิวเตอร์ Appleคุณอาจรู้จักโปรเซสเซอร์นี้จาก iMac ซีรีส์ นอกจากนี้ยังใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ที่มีประสิทธิภาพน้อยกว่าจากคอนโซล Nintendo Wii ในการเชื่อมต่อกับข้อกำหนดของการทำงานในสภาวะที่มีรังสีเพิ่มขึ้นความถี่สัญญาณนาฬิกาลดลงมากกว่าสามครั้ง

เราได้กล่าวไปแล้วว่ารถแลนด์โรเวอร์ Perseverance ยังทำงานบนโปรเซสเซอร์ที่เปิดตัวเมื่อ 20 กว่าปีที่แล้ว กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไม่มีอะไรเปลี่ยนแปลง และยานอวกาศราคาหลายล้านดอลลาร์กำลังใช้ไมโครโปรเซสเซอร์ที่เปิดตัวในศตวรรษที่ผ่านมา ฟังดูไม่เท่าไหร่ แต่มันเป็นเรื่องจริง

อ่าน: พื้นที่บนคอมพิวเตอร์ของคุณ 5 แอพดาราศาสตร์ที่ดีที่สุด

ซอฟต์แวร์และคอมพิวเตอร์ที่ใช้ Crew Dragon, Falcon และ Starlink

เราตัดสินใจค้นหารายละเอียดเพิ่มเติมว่าซอฟต์แวร์ใดใช้เป็นซอฟต์แวร์ โดยใช้ตัวอย่างของ Crew Dragon, Falcon และ Starlink ที่มีชื่อเสียง

เมื่อเราได้ยินชื่อยานอวกาศ Crew Dragon หลายคนนึกถึงหน้าจอสัมผัสสามจอและอินเทอร์เฟซควบคุมสีน้ำเงินที่เราเห็นในระหว่างการออกอากาศ ยังมีการถกเถียงกันมากมายเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการควบคุมยานอวกาศโดยใช้หน้าจอสัมผัสแทนปุ่ม สวิตช์ และจอยสติ๊ก ปา เลือกตัวเลือกนี้เพราะเป้าหมายของพวกเขาคือการออกแบบเรือในลักษณะที่ไม่ต้องการการควบคุมใดๆ และในขณะเดียวกัน ลูกเรือก็สามารถเข้าถึงข้อมูลได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เรือลำนี้มีอิสระอย่างสมบูรณ์ และสิ่งเดียวที่นักบินอวกาศต้องควบคุมคือระบบภายในห้องโดยสารเท่านั้น เช่น ระดับเสียงของระบบเสียง การควบคุมการบินของเรือและระบบที่สำคัญที่สุดโดยนักบินอวกาศควรดำเนินการในกรณีฉุกเฉินเท่านั้น และ SpaceX พยายามด้วยความช่วยเหลือจากนักบินอวกาศเพื่อพัฒนาส่วนต่อประสานกราฟิกที่ดีที่สุดสำหรับงานเหล่านี้

อย่างไรก็ตาม ควรสังเกตว่า หน้าที่หลักของเรือรบสามารถควบคุมได้โดยใช้ปุ่มที่อยู่ด้านล่างจอแสดงผล ลูกเรือมีความสามารถในการเริ่มต้นระบบดับเพลิง เปิดร่มชูชีพเมื่อกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ ขัดจังหวะเที่ยวบินไปยัง ISS เริ่มการสืบเชื้อสายฉุกเฉินจากวงโคจร รีเซ็ตคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด และทำงานฉุกเฉินอื่นๆ คันโยกใต้จอแสดงผลตรงกลางช่วยให้นักบินอวกาศเริ่มระบบอพยพได้ พวกเขายังมีปุ่มที่เริ่มต้นและยกเลิกคำสั่งที่ป้อนโดยใช้จอแสดงผล ด้วยวิธีนี้ หากนักบินอวกาศดำเนินการคำสั่งบนจอแสดงผลแต่ล้มเหลว เขายังคงสามารถยกเลิกคำสั่งได้ด้วยการกดปุ่มด้านล่างของจอแสดงผล ความชัดเจนและความสามารถในการควบคุมของจอแสดงผลยังได้รับการทดสอบภายใต้สภาวะการสั่นสะเทือน ทีมทดสอบและนักบินอวกาศได้ทำการทดสอบหลายครั้งในถุงมือและชุดอวกาศที่ปิดสนิท

แน่นอนว่าข้อกำหนดที่สำคัญที่สุดสำหรับระบบควบคุมขีปนาวุธและเรือรบคือความน่าเชื่อถือ ในกรณีของจรวด SpaceX สิ่งนี้สามารถรับประกันได้ ประการแรก เนื่องจากความซ้ำซ้อนของระบบ นั่นคือเนื่องจากการใช้ส่วนประกอบที่เหมือนกันหลายอย่างที่ทำงานร่วมกันและสามารถทำซ้ำและเสริมซึ่งกันและกันได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง Falcon 9 มีคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดทั้งหมดสามเครื่องแยกจากกัน คอมพิวเตอร์แต่ละเครื่องเหล่านี้อ่านข้อมูลจากเซ็นเซอร์และระบบของจรวด ทำการคำนวณที่จำเป็น ตัดสินใจเกี่ยวกับการดำเนินการเพิ่มเติม และสร้างคำสั่งเพื่อทำการตัดสินใจเหล่านั้น คอมพิวเตอร์ทั้งสามเครื่องเชื่อมต่อถึงกัน และนำผลลัพธ์ที่ได้มาเปรียบเทียบและวิเคราะห์

คอมพิวเตอร์ใช้โปรเซสเซอร์ PowerPC แบบดูอัลคอร์ อีกครั้ง ทั้งสองคอร์ทำการคำนวณเหมือนกัน เปรียบเทียบกัน และตรวจสอบความสอดคล้องกัน ดังนั้น ในขณะที่ความซ้ำซ้อนของฮาร์ดแวร์มีสามเท่า ความซ้ำซ้อนในการคำนวณของซอฟต์แวร์คือหกเท่า ในเวลาเดียวกัน คุณสามารถทำให้คอมพิวเตอร์ที่มีปัญหากลับสู่สถานะใช้งานได้ เช่น โดยการรีบูต หากคอมพิวเตอร์หลักล้มเหลว คอมพิวเตอร์เครื่องใดเครื่องหนึ่งที่เหลือจะเข้ายึดครอง

ในกรณีที่เกิดปัญหากับคอมพิวเตอร์หรือระบบอื่นๆ ชะตากรรมของภารกิจจะขึ้นอยู่กับการตัดสินใจของระบบความปลอดภัยการบินอัตโนมัติ (AFSS) นี่เป็นระบบคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดที่เป็นอิสระอย่างสมบูรณ์ซึ่งทำงานบนชุดไมโครคอนโทรลเลอร์หลายตัว (คอมพิวเตอร์ขนาดเล็ก) รับข้อมูลเดียวกันจากเซ็นเซอร์ ผลการคำนวณ และคำสั่งจากคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด และควบคุมเส้นทางการบินที่ปลอดภัย

เพื่อให้แน่ใจว่าคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องมีข้อมูลที่เชื่อถือได้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ เซ็นเซอร์ส่วนใหญ่จะซ้ำซ้อน เช่นเดียวกับคอมพิวเตอร์ที่อ่านข้อมูลนี้แล้วส่งไปยังคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด ในทำนองเดียวกัน คอมพิวเตอร์ที่ควบคุมระบบย่อยขีปนาวุธแต่ละระบบ (เครื่องยนต์ หางเสือ หัวหลบหลีก ฯลฯ) จะถูกทำซ้ำโดยคำสั่งคอมพิวเตอร์ออนบอร์ด ดังนั้น Falcon 9 จึงถูกควบคุมโดยต้นไม้ทั้งต้นซึ่งประกอบด้วยคอมพิวเตอร์อย่างน้อย 30 เครื่อง ที่ด้านบนสุดของแผนผังมีคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดที่จัดการเครือข่ายคอมพิวเตอร์รอง แต่ละคนมีช่องทางการสื่อสารของตนเองกับคอมพิวเตอร์ออนบอร์ดแต่ละเครื่องแยกจากกัน ดังนั้นทุกทีมจึงมาหาเขาสามครั้ง

แต่อย่างที่คุณเห็น คอมพิวเตอร์ออนบอร์ดทั้งหมดใช้ไมโครชิปธรรมดา ไม่ใช่ไมโครเซอร์กิตที่ซับซ้อนของซูเปอร์คอมพิวเตอร์สมัยใหม่

อ่าน: จักรวาล: วัตถุอวกาศที่แปลกประหลาดที่สุด

อนาคตของชิปอวกาศ

การใช้โปรเซสเซอร์ที่ค่อนข้างเก่าไม่ได้หมายความว่าจะไม่มีการสร้างโปรเซสเซอร์ใหม่ เพียงแต่ว่ากระบวนการสร้างมันยากมากและใช้เวลานาน ควรเข้าใจด้วยว่าทุกโครงสร้างที่จะใช้ในอวกาศต้องเป็นไปตามข้อกำหนดของคลาส MIL-STD-883 ซึ่งหมายความว่าผ่านการทดสอบมากกว่า 100 รายการที่พัฒนาโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ รวมถึงการทดสอบความร้อน กลไก ไฟฟ้า และชิปอื่นๆ โปรเซสเซอร์ส่วนใหญ่ที่ผ่านการทดสอบนี้ทำมาจากส่วนตรงกลางของแผ่นเวเฟอร์ซิลิกอนเท่านั้น นี่เป็นเพราะว่าข้อบกพร่องของขอบมีโอกาสเกิดขึ้นน้อยที่สุดที่นี่

รายชื่อโครงการสำหรับยานอวกาศในอนาคตรวมถึงชุดระบบ HPSC ที่พัฒนาโดย NASA ตามที่คาดไว้ โปรเซสเซอร์ควรจะพร้อมในช่วงปี 2023 และ 2024 ประสิทธิภาพของพวกมันควรสูงกว่าระบบที่เร็วที่สุดที่ใช้ในยานอวกาศมากกว่า 100 เท่า ชาวอเมริกันให้ความสำคัญกับการพัฒนาชิปที่สามารถช่วยพิชิตดวงจันทร์และดาวอังคารได้ แต่จนถึงขณะนี้เป็นเพียงโครงการเท่านั้น

European Space Agency ซึ่งพัฒนาชิปตามสถาปัตยกรรม SPARK แบบโอเพ่นซอร์สมาเป็นเวลานาน ใช้แนวทางที่แตกต่างออกไปเล็กน้อย ผลิตภัณฑ์ดังกล่าวล่าสุดคือรุ่น GR740 จากตระกูล LEON4FT โปรเซสเซอร์ Quad-core 250 MHz นี้พร้อมกับอะแดปเตอร์เครือข่ายกิกะบิตและแคช L2 ขนาด 1000 MB ควรเป็นแพลตฟอร์มที่เหมาะสมสำหรับยานอวกาศและดาวเทียมไร้คนขับ ตามการคำนวณของนักวิทยาศาสตร์ การออกแบบและคุณลักษณะของโปรเซสเซอร์ควรรับประกันการทำงานปกติแม้หลังจาก 300 ปี นักวิทยาศาสตร์รับประกันว่าหลังจากใช้งานชิป 250 ปีแล้ว ข้อผิดพลาดอย่างน้อยหนึ่งข้อสามารถเกิดขึ้นได้ สิ่งนี้เป็นแรงบันดาลใจให้เกิดความมั่นใจในความแข็งแกร่งและความทนทานของยานอวกาศ เนื่องจากเที่ยวบินไปยังดาวอังคารเดียวกันจะใช้เวลาประมาณ 300-XNUMX วัน และนี่เป็นเพียงวิถีโคจรที่สะดวกเท่านั้น โพรบบางครั้งท่องไปในอวกาศนานหลายปี

เป็นที่น่าสังเกตว่าในปี 2017 HPE และ NASA ได้เปิดตัวคอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงเชิงพาณิชย์เครื่องแรกบนจรวด SpaceX Falcon 9 เซิร์ฟเวอร์ HPE Apollo 40 แบบซ็อกเก็ตคู่พร้อมโปรเซสเซอร์ Intel Broadwell และความเร็ว 56 Gbit/ อินเทอร์เฟซมาถึงสถานีอวกาศนานาชาติแล้ว หากเชื่อนักวิทยาศาสตร์ ประสิทธิภาพการทำงานของมันจะอยู่ที่ 1 TFLOPS เท่านั้น แต่ก็ยังมีมากสำหรับสภาพพื้นที่

มันแสดงให้เห็นว่าการออกแบบชิปสำหรับใช้งานนอกโลกของเรานั้นยากเพียงใด และต้องทำงานมากน้อยเพียงใดเพื่อไล่ตามโปรเซสเซอร์หลักสำหรับพีซีที่บ้านเป็นอย่างน้อย

แต่นักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามอย่างมากในการพัฒนาไมโครชิปที่ทรงพลังที่สุด ซึ่งไม่เพียงแต่สนับสนุนการทำงานของยานอวกาศเท่านั้น แต่ยังได้รับการปกป้องอย่างน่าเชื่อถือจากรังสีและรังสีในอวกาศ บางทีคอมพิวเตอร์ควอนตัมจะเปลี่ยนสถานการณ์ แต่นั่นเป็นอีกเรื่องหนึ่ง

อ่าน:

• สสารมืดสามารถประกอบด้วยหลุมดำดึกดำบรรพ์ได้หรือไม่? นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คิดอย่างไร?
• ดาวอังคารติดต่อมา! เกี่ยวกับความซับซ้อนของการสื่อสารในอวกาศ
• เกี่ยวกับคอมพิวเตอร์ควอนตัมง่ายๆ