Računala EAFTC u letjelici spremnom za svemir. Kreditna slika: NASA / Honeywell. Klikni za veću sliku
Nažalost, zračenje koje prožima prostor može pokrenuti takve propuste. Kada se čestice velike brzine, poput kozmičkih zraka, sudaraju s mikroskopskim krugom računalnih čipova, oni mogu prouzročiti pogreške. Ako te pogreške pošalju svemirske letjelice u pogrešnom smjeru ili poremete sustav za održavanje života, to bi mogle biti loše vijesti.
Da bi se osigurala sigurnost, većina svemirskih misija koristi računalne čipove oštećene zračenjem. Rad-hard čipovi nisu u mnogočemu za razliku od običnih čipova. Na primjer, sadrže dodatne tranzistore kojima je potrebno više energije za uključivanje i isključivanje. Kozmičke zrake ne mogu ih pokrenuti tako lako. Rad-hard čipovi i dalje vrše precizne proračune kada bi obični čipovi mogli „propasti“.
NASA se oslanja gotovo isključivo na ove izdržljive čipove kako bi računala učinila prostorima dostojnim. Ali ti čipovi izrađeni po mjeri imaju i neke nedostatke: oni su skupi, gladni i spori - čak 10 puta sporiji od ekvivalentnog CPU-a na modernom stolnom računalu potrošača.
Budući da NASA šalje ljude na Mjesec i na Mars - vidi Vision for Space Space Exploration - planeri misija voljeli bi dati svojim svemirskim brodovima više računalnih konjskih snaga.
Veća računalna snaga na brodu pomogla bi svemirskim brodovima da sačuvaju jedan od svojih ograničenih resursa: propusnost. Propusna širina dostupna za prijenos podataka na Zemlju često je usko grlo, a brzine prijenosa čak su sporije od starih modema za biranje. Ako bi se žlijezde sirovih podataka prikupljenih senzorima svemirske letjelice mogle "krcati" na brodu, znanstvenici bi mogli vratiti samo rezultate, što bi zahtijevalo znatno manju širinu pojasa.
Na površini Mjeseca ili Marsa, istraživači bi mogli koristiti brza računala za analizu svojih podataka odmah nakon prikupljanja, brzo identificirajući područja od visokog znanstvenog interesa i možda prikupivši više podataka prije nego što prođe prolazna prilika. I Rovers bi imao koristi od dodatne inteligencije modernih CPU-a.
Korištenje istih jeftinih, moćnih Pentium i PowerPC čipova koji se nalaze u potrošačkim računalima bilo bi od ogromne pomoći, ali da bi se to dogodilo, problem grešaka izazvanih zračenjem mora se riješiti.
Tu dolazi NASA-in projekt nazvan EAFTC (Environmental-Adaptive Fault-Tolerant Computing). Istraživači koji rade na projektu eksperimentiraju s načinima korištenja potrošačkih CPU-a u svemirskim misijama. Posebno ih zanimaju "jednosmjerne uznemiravanja", najčešće propuste uzrokovane jednostrukim česticama bacila radijacije u čips.
Član tima Raphael Neki od JPL objašnjava: „Jedan od načina bržeg korištenja potrošačkih CPU-a u prostoru je jednostavno imati tri puta više CPU-a koliko vam treba: Tri CPU-a izvode isti izračun i glasuju o rezultatu. Ako jedan od CPU-a napravi grešku izazvanu radijacijom, druga dva će se i dalje složiti, dobivajući na taj način glasovanje i dati točan rezultat. "
To funkcionira, ali često je prekomjerno trošenje dragocjene električne energije i računske snage za trostruko provjeru izračuna koji nisu kritični.
"Da bismo to postigli pametnije i učinkovitije, razvijamo softver koji ima važnost izračuna", nastavlja Neki. "Ako je vrlo važno, poput navigacije, sva tri CPU-a moraju glasati. Ako je to manje važno, poput mjerenja kemijske sastavnice stijene, možda će biti uključeni samo jedan ili dva CPU-a. "
Ovo je samo jedna od desetaka tehnika ispravljanja pogrešaka koje EAFTC spaja u jedan paket. Rezultat je mnogo bolja učinkovitost: Bez softvera EAFTC, računalu zasnovanom na potrošačkim procesorima potrebno je 100-200% viška da bi se zaštitilo od grešaka izazvanih radijacijom. (100% suvišnost znači 2 CPU-a; 200% znači 3 CPU-a.) S EAFTC-om je potrebno samo 15-20% zaliha za isti stupanj zaštite. Sve to spremljeno vrijeme CPU-a može se proizvodno iskoristiti.
"EAFTC neće zamijeniti radno tvrde procesore", upozorava neki. "Neki su zadaci, poput životne podrške, toliko važni da ćemo uvijek željeti čipove koji su učvršćeni zračenjem." No, vremenom bi algoritmi EAFTC mogli oduzeti dio opterećenja za obradu podataka s tih čipova, što će narednim misijama postati znatno veća snaga računala.
Prvi test EAFTC-a bit će na satelitu zvanom Space Technology 8 (ST-8). Dio NASA-inog novog milenijskog programa, ST-8 testirat će nove eksperimentalne svemirske tehnologije poput EAFTC-a, omogućavajući im korištenje u budućim misijama s većim povjerenjem.
Satelit, predviđen za lansiranje 2009. godine, preskočit će Van Allenove zračne pojaseve tijekom svake svoje eliptične orbite, testirajući EAFTC u ovom okruženju visokog zračenja, slično kao u dubokom svemiru.
Ako sve pođe dobro, svemirske sonde koje dolaze kroz solarni sustav uskoro se mogu služiti istim čipovima koji se nalaze na vašem stolnom računalu - samo bez propusta.
Izvorni izvor: NASA News Release
