Máy tính EAFTC trong khung máy bay sẵn sàng cho không gian. Tín dụng hình ảnh: NASA / Honeywell. Nhấn vào đây để phóng to
Thật không may, bức xạ tràn ngập không gian có thể gây ra những trục trặc như vậy. Khi các hạt tốc độ cao, chẳng hạn như các tia vũ trụ, va chạm với mạch vi mô của chip máy tính, chúng có thể khiến chip bị lỗi. Nếu những lỗi đó khiến tàu vũ trụ bay sai hướng hoặc làm gián đoạn hệ thống hỗ trợ sự sống, đó có thể là tin xấu.
Để đảm bảo an toàn, hầu hết các nhiệm vụ không gian sử dụng chip máy tính cứng bức xạ. Các chip cứng của Rad Rad không giống như các chip thông thường theo nhiều cách. Ví dụ, chúng chứa các bóng bán dẫn bổ sung cần nhiều năng lượng hơn để bật và tắt. Tia vũ trụ có thể kích hoạt chúng rất dễ dàng. Chip cứng tiếp tục thực hiện các tính toán chính xác khi các chip thông thường có thể bị trục trặc.
NASA hầu như chỉ dựa vào những con chip siêu bền này để làm cho máy tính trở nên đáng giá. Nhưng những con chip được sản xuất riêng này có một số nhược điểm: Chúng đắt tiền, ngốn điện và chậm - chậm hơn 10 lần so với CPU tương đương trong một máy tính để bàn tiêu dùng hiện đại.
Với việc NASA đưa mọi người trở lại mặt trăng và tới Sao Hỏa, hãy xem các nhà hoạch định sứ mệnh Tầm nhìn Khám phá Không gian sẽ rất thích cung cấp cho tàu vũ trụ của họ nhiều mã lực điện toán hơn.
Có nhiều sức mạnh tính toán trên tàu sẽ giúp tàu vũ trụ bảo tồn một trong những tài nguyên hạn chế nhất của họ: băng thông. Băng thông có sẵn để truyền dữ liệu trở lại Trái đất thường là một nút cổ chai, với tốc độ truyền thậm chí chậm hơn so với các modem quay số cũ. Nếu các luồng dữ liệu thô được thu thập bởi các cảm biến tàu vũ trụ có thể bị phá hủy trên tàu, thì các nhà khoa học có thể lấy lại kết quả, sẽ tốn ít băng thông hơn.
Trên bề mặt của mặt trăng hoặc sao Hỏa, các nhà thám hiểm có thể sử dụng máy tính nhanh để phân tích dữ liệu của họ ngay sau khi thu thập nó, nhanh chóng xác định các khu vực có mối quan tâm khoa học cao và có thể thu thập thêm dữ liệu trước khi cơ hội thoáng qua. Rovers cũng sẽ được hưởng lợi từ trí thông minh bổ sung của CPU hiện đại.
Sử dụng cùng loại chip Pentium và PowerPC mạnh mẽ, rẻ tiền có trong PC tiêu dùng sẽ giúp ích rất nhiều, nhưng để làm được điều đó, phải giải quyết vấn đề về lỗi do bức xạ.
Đây là nơi mà một dự án của NASA có tên là Máy tính chống lỗi thích ứng môi trường (EAFTC) xuất hiện. Các nhà nghiên cứu làm việc trong dự án đang thử nghiệm các cách sử dụng CPU tiêu dùng trong các sứ mệnh không gian. Họ đặc biệt quan tâm đến các sự kiện đơn lẻ, một loại trục trặc phổ biến nhất gây ra bởi các hạt phóng xạ đơn lẻ gây ra bởi các hạt.
Thành viên nhóm Raphael Một số JPL giải thích: Một cách để sử dụng CPU tiêu dùng nhanh hơn trong không gian đơn giản là có số lượng CPU nhiều gấp ba lần bạn cần: Ba CPU thực hiện cùng một phép tính và bỏ phiếu cho kết quả. Nếu một trong các CPU gây ra lỗi do bức xạ, hai cái còn lại vẫn sẽ đồng ý, do đó giành được phiếu bầu và cho kết quả chính xác.
Điều này hoạt động, nhưng thường thì nó quá mức cần thiết, lãng phí điện năng và điện toán quý giá để kiểm tra ba lần tính toán mà không phải là vấn đề quan trọng.
Để thực hiện việc này thông minh hơn và hiệu quả hơn, chúng tôi đã phát triển phần mềm cân nhắc tầm quan trọng của việc tính toán. Nếu điều đó rất quan trọng, như điều hướng, cả ba CPU phải bỏ phiếu. Nếu nó ít quan trọng hơn, như đo trang điểm hóa học của đá, chỉ có một hoặc hai CPU có thể tham gia.
Đây chỉ là một trong hàng tá các kỹ thuật sửa lỗi mà EAFTC kết hợp thành một gói duy nhất. Kết quả là hiệu quả tốt hơn nhiều: Không có phần mềm EAFTC, một máy tính dựa trên CPU tiêu dùng cần dự phòng 100-200% để bảo vệ chống lại các lỗi do bức xạ. (Dự phòng 100% có nghĩa là 2 CPU; 200% có nghĩa là 3 CPU.) Với EAFTC, chỉ cần dự phòng 15-20% cho cùng một mức độ bảo vệ. Thay vào đó, tất cả thời gian CPU đã lưu có thể được sử dụng một cách hiệu quả.
EA EAFTC sẽ không thay thế CPU rad-hard, Cảnh báo một số. Một số nhiệm vụ, chẳng hạn như hỗ trợ cuộc sống, rất quan trọng, chúng tôi sẽ luôn muốn các con chip được làm cứng bằng bức xạ để chạy chúng. Tuy nhiên, theo đúng trình tự, các thuật toán EAFTC có thể loại bỏ một số tải xử lý dữ liệu khỏi các chip đó, làm cho sức mạnh máy tính lớn hơn rất nhiều có sẵn cho các nhiệm vụ trong tương lai.
Thử nghiệm đầu tiên của EAFTCTHER sẽ được đưa lên một vệ tinh có tên Space Technology 8 (ST-8). Một phần của Chương trình Thiên niên kỷ mới của NASA, ST-8 sẽ thử nghiệm các công nghệ vũ trụ mới, thử nghiệm như EAFTC, giúp chúng có thể sử dụng chúng trong các nhiệm vụ trong tương lai với độ tin cậy cao hơn.
Vệ tinh, dự kiến ra mắt năm 2009, sẽ lướt qua các vành đai bức xạ Van Allen trong mỗi quỹ đạo hình elip của nó, thử nghiệm EAFTC trong môi trường bức xạ cao này tương tự như không gian sâu.
Nếu mọi việc suôn sẻ, các tàu thăm dò không gian mạo hiểm trên hệ mặt trời có thể sẽ sớm sử dụng cùng loại chip được tìm thấy trong máy tính để bàn của bạn - chỉ cần không gặp trục trặc.
Nguồn gốc: NASA News Release
