Поскольку компьютеры становятся более продвинутыми, микропроцессоры внутри них уменьшаются в размерах и потребляют меньше электрического тока. Но даже у мощного суперкомпьютера есть Ахиллесова пята: повышенная чувствительность к помехам от заряженных частиц, исходящих за пределы вашего офиса. Эти высокоэнергетические частицы приходят из космоса и могут привести к неправильному расчету критических аппаратных средств, что может поставить под угрозу жизни людей.
Предвидя эту проблему, производитель микросхем Intel начал разрабатывать способы обнаружения, когда поток заряженных частиц может поразить их чипы, поэтому, когда они это сделают, вычисления могут быть повторно выполнены, чтобы сгладить любые ошибки ...
Космические лучи исходят от нашего Солнца, сверхновых и других неизвестных космических источников. Как правило, это очень энергичные протоны, которые пронизывают пространство, близкое к скорости света. Они могут быть настолько мощными, что при столкновении с верхними слоями атмосферы Земли постулируется, что они могут создавать микро черные дыры. Естественно, эти энергетические частицы могут нанести некоторый ущерб. Фактически, они могут стать огромным препятствием для выхода за пределы безопасности магнитного поля Земли (магнитосфера отклоняет большую часть космического излучения, даже астронавты на околоземной орбите хорошо защищены), здоровье астронавтов будет серьезно повреждено во время длительного межпланетного полета.
Но как насчет Земли, где мы защищены от полной силы космических лучей? Хотя небольшая часть нашей годовой дозы облучения исходит от космических лучей (примерно 13%), они могут оказывать значительное влияние на большие объемы атмосферы. Когда космические лучи сталкиваются с молекулами атмосферы, образуется каскад легких частиц. Это известно как «воздушный душ». Миллиарды частиц в воздушном ливне от одного удара часто сами по себе сильно заряжены (но имеют меньшую энергию, чем исходный космический луч), но физика, стоящая за воздушным потоком, начинает приобретать все большее значение, особенно в области вычислительной техники.
Похоже, производитель компьютерных микропроцессоров Intel задумался над тем же вопросом. Они только что выпустили патент, детализирующий их планы, если космический луч проникнет в атмосферу и ударит один из их тонких микрочипов. Проблема возникнет, когда вычисления станут настолько продвинутыми, что крошечные чипы могут «пропустить огонь», когда произойдет событие удара комического луча. В случае удара космического луча по незадачливой микросхеме в цепи может возникать всплеск электрического тока, что может привести к просчету.
Это может звучать довольно мягко; в конце концов, какой просчет в миллиардах? Старший научный сотрудник Intel Эрик Ханна объясняет:
“Вся наша логика основана на заряде, поэтому он получает помехи. […] Вы можете идти по автобану [Немецкое шоссе] со скоростью 200 миль в час и вдруг обнаружите, что ваша антиблокировочная тормозная система не работает, потому что в ней произошло событие с космическим лучом«. - Эрик Ханна.
В конце концов, компьютеры становятся все меньше и дешевле, они используются повсеместно, включая такие важные системы, как тормозная система, описанная Ханной выше. Поскольку они настолько малы, гораздо больше микросхем может занимать компьютеры, увеличивая риск. Если базовый однопроцессорный компьютер может испытывать только одно событие космических лучей в течение нескольких лет (что приводит к незамеченной ошибке вычисления), суперкомпьютеры с десятками тысяч процессоров могут испытывать 10-20 событий космических лучей. в неделю, Более того, в ближайшем будущем даже скромные персональные ноутбуки могут обладать вычислительной мощностью современного суперкомпьютера; 10-20 ошибок вычислений в неделю были бы неработоспособны, был бы слишком высокий риск потери данных, повреждения программного обеспечения или аппаратного сбоя.
Орбитальные космические станции, спутники и межпланетные космические корабли также приходят на ум. Космическая технология включает в себя передовые вычисления, поскольку вы получаете гораздо большую вычислительную мощность в меньшем корпусе, снижая вес, размер и стоимость. Что происходит, когда возникает ошибка вычисления, когда космический луч попадает на схему спутника? Один просчет может означать судьбу спутника. Мне страшно подумать, что может случиться с будущими пилотируемыми миссиями на Луну, Марс и дальше.
Есть надежда, что план Intel может стать ответом на эту зловещую проблему. Они хотят изготовить трекер событий космических лучей, который бы обнаруживал воздействие космических лучей, а затем поручить процессору пересчитать предыдущие расчеты с точки до удара космических лучей. Таким образом, ошибка может быть удалена из системы, прежде чем она станет проблемой.
Конечно, перед разработкой быстрого детектора придется преодолеть много технических трудностей; На самом деле Эрик Ханна признает, что будет трудно сказать, когда такое устройство может стать практической реальностью. Несмотря на это, проблема была выявлена, и ученые работают над решением, по крайней мере, это начало ...
Источник: BBC
