Uzaya hazır bir uçuş kasasındaki EAFTC bilgisayarlar. Fotoğraf kredisi: NASA / Honeywell. Büyütmek için tıklayın
Maalesef, alanı kaplayan radyasyon bu tür aksaklıkları tetikleyebilir. Kozmik ışınlar gibi yüksek hızlı parçacıklar, bilgisayar çiplerinin mikroskobik devresi ile çarpıştığında, çiplerin hata yapmasına neden olabilirler. Bu hatalar uzay aracını yanlış yönde uçurursa veya yaşam destek sistemini bozarsa, kötü haber olabilir.
Güvenliği sağlamak için, çoğu uzay misyonu radyasyonla sertleştirilmiş bilgisayar çipleri kullanır. “Rad-hard” çipler birçok yönden sıradan çiplerden farklıdır. Örneğin, açıp kapatmak için daha fazla enerji alan ekstra transistörler içerirler. Kozmik ışınlar onları bu kadar kolay tetikleyemez. Çok sert talaşlar, sıradan talaşlar “parlayabilir” olduğunda doğru hesaplamalar yapmaya devam eder.
NASA, bilgisayarları alana layık hale getirmek için neredeyse tamamen bu ekstra dayanıklı çiplere güveniyor. Ancak bu ısmarlama çiplerin bazı dezavantajları var: Pahalı, güce aç ve yavaş - modern bir tüketici masaüstü bilgisayarında eşdeğer bir CPU'dan 10 kat daha yavaş.
NASA, insanları aya ve Mars'a geri gönderirken - Uzay Keşfi Vizyonuna bakın - görev planlamacıları uzay araçlarına daha fazla bilgisayar beygir gücü vermeyi çok ister.
Uçakta daha fazla bilgi işlem gücüne sahip olmak, uzay aracının en sınırlı kaynaklarından birini korumasına yardımcı olur: bant genişliği. Verileri Dünya'ya geri göndermek için mevcut olan bant genişliği genellikle bir darboğazdır ve iletim hızları eski çevirmeli modemlerden bile daha yavaştır. Uzay aracının sensörleri tarafından toplanan ham veri yığınları gemide “çıtırtılabilirse”, bilim adamları sadece sonuçları azaltabilir ve bu da çok daha az bant genişliği gerektirebilir.
Ayın veya Mars'ın yüzeyinde kaşifler, verileri topladıktan hemen sonra analiz etmek, yüksek bilimsel ilgi alanlarını hızlı bir şekilde tanımlamak ve belki de kısa bir fırsat geçmeden önce daha fazla veri toplamak için hızlı bilgisayarlar kullanabilirler. Rovers, modern CPU'ların ekstra zekasından da faydalanacak.
Tüketici bilgisayarlarında bulunan aynı ucuz, güçlü Pentium ve PowerPC yongalarının kullanılması çok yardımcı olacaktır, ancak bunu yapmak için radyasyona bağlı hatalar sorunu çözülmelidir.
Bu, Çevresel Uyarlanabilir Hata Toleranslı Hesaplama (EAFTC) adı verilen bir NASA projesinin devreye girdiği yerdir. Proje üzerinde çalışan araştırmacılar, tüketici CPU'larını uzay görevlerinde kullanmanın yollarını deniyorlar. Özellikle, tek radyasyon namlusu parçacıklarının yongalara neden olduğu en yaygın türdeki “tek olay rahatsızlıkları” ile ilgileniyorlar.
Ekip üyesi Raphael JPL'den bazıları şöyle açıklıyor: “Uzayda daha hızlı, CPU kullanımının bir yolu, ihtiyacınız olandan üç kat fazla CPU'ya sahip olmaktır: Üç CPU aynı hesaplamayı yapar ve sonuca oy verir. CPU'lardan biri radyasyona bağlı bir hata yaparsa, diğer ikisi hala aynı fikirde olacak, böylece oyu kazanacak ve doğru sonucu verecektir. ”
Bu işe yarar, ancak çoğu zaman aşırıdır, kritik olmayan hesaplamaları üç kez kontrol etmek için değerli elektrik ve hesaplama gücü harcar.
“Bunu daha akıllı ve daha verimli bir şekilde yapmak için, bir hesaplamanın önemini ölçen bir yazılım geliştiriyoruz” diye devam ediyor “Navigasyon gibi çok önemliyse, her üç CPU da oy kullanmak zorundadır. Bir kayanın kimyasal yapısını ölçmek gibi daha az önemliyse, yalnızca bir veya iki CPU söz konusu olabilir. ”
Bu, EAFTC'nin tek bir pakette bir araya getirdiği düzinelerce hata düzeltme tekniğinden sadece biridir. Sonuç çok daha iyi verimlilik: EAFTC yazılımı olmadan, tüketici CPU'larına dayanan bir bilgisayar radyasyona neden olan hatalara karşı korumak için% 100-200 yedekliliğe ihtiyaç duyar. (% 100 yedeklilik 2 CPU anlamına gelir;% 200 3 CPU anlamına gelir.) EAFTC ile aynı koruma derecesi için yalnızca% 15-20 yedeklilik gerekir. Tasarruf edilen tüm CPU zamanı bunun yerine üretken olarak kullanılabilir.
Bazıları, “EAFTC rad-hard CPU'ların yerini almayacak” diye uyarıyor. “Yaşam desteği gibi bazı görevler o kadar önemlidir ki her zaman radyasyonla sertleştirilmiş yongaların bunları çalıştırmasını isteyeceğiz.” Ancak, zaman içinde EAFTC algoritmaları, veri işleme yükünün bir kısmını bu yongalardan çıkarabilir ve bu da gelecekteki görevler için çok daha fazla bilgisayar gücü sağlayabilir.
EAFTC’nin ilk testi Space Technology 8 (ST-8) adı verilen bir uyduda olacak. NASA'nın Yeni Binyıl Programının bir parçası olan ST-8, EAFTC gibi yeni, deneysel uzay teknolojilerini uçarak test edecek ve gelecekteki görevlerde daha güvenle kullanabilecek.
2009'da piyasaya sürülmesi planlanan uydu, eliptik yörüngelerinin her birinde Van Allen radyasyon kayışlarını sıyıracak ve bu yüksek radyasyon ortamında derin uzaya benzer EAFTC'yi test edecek.
Her şey yolunda giderse, güneş sistemi boyunca hava alan uzay sondaları kısa sürede masaüstü bilgisayarınızda bulunan aynı yongaları kullanıyor olabilir - sadece aksaklıklar olmadan.
Orijinal Kaynak: NASA Haber Bülteni
