Ahogy a számítógépek fejlettebbé válnak, a bennük lévő mikroprocesszorok mérete csökken, és kevesebb elektromos áramot fogyasztanak. De még a hatalmas szuperszámítógépnek is van Achille-sarka: fokozottan érzékeny az irodán kívülről érkező töltött részecskék interferenciája. Ezek az erősen energikus részecskék az űrből származnak, és a kritikus hardverek téves kiszámításához vezethetnek, és ezáltal életveszélyt jelenthet.
Az előre látva ezt a problémát, a mikrochip-gyártó az Intel megkezdte annak felmérését, hogy mikor lehet egy feltöltött részecske zuhanyba ütközni a forgácson, tehát amikor ezt megteszik, a számításokat újra végrehajthatják a hibák kiküszöbölésére ...
A kozmikus sugarak a Napunkon, a szupernóvákból és más ismeretlen kozmikus forrásokból származnak. Jellemzően nagyon energikus protonok, amelyek a fénysebességhez közel helyezkednek el az űrben. Olyan erősek lehetnek, hogy a Föld felső légkörének becsapódásakor azt feltételezik, hogy mikró fekete lyukakat képezhetnek. Természetesen ezek az energetikai részecskék bizonyos károkat okozhatnak. Valójában óriási akadályok lehetnek a Föld mágneses mezőjének biztonságán túlmutató utazások szempontjából (a magnetoszféra a legtöbb kozmikus sugárzást eltereli, még a Föld körüli űrhajósok is jól vannak árnyékolva), az űrhajósok egészsége súlyosan károsodik a hosszabb bolygóközi repülés során.
De mi lenne a Földön, ahol védettek vagyunk a kozmikus sugarak teljes erejétől? Noha az éves sugárzási dózisunk kis része kozmikus sugarakból származik (kb. 13%), ártalmas hatásuk lehet a légkör nagy térfogatain. Ahogy a kozmikus sugarak összecsapnak a légköri molekulákkal, könnyű részecskék lép fel. Ezt „légzuhanynak” hívják. Az egyetlen ütésből származó milliárd részecskék gyakran egyedülállóan be vannak töltve (de kevesebb energiával rendelkeznek, mint a szülő kozmikus sugár), de a levegőzuhany mögötti fizika fontossága egyre növekszik, különösen a számítástechnika területén.
Úgy tűnik, hogy az Intel számítógépes mikroprocesszor-gyártója ugyanazt a kérdést fontolgatja. Nemrég kiadott egy szabadalmat, amely részletezi terveit, ha egy kozmikus sugár behatol a légkörbe, és megérinti az egyik finom mikrochipjét. A probléma akkor merül fel, amikor a számítástechnika olyan fejletté válik, hogy az apró chipek „gyújtáskihagyást” okozhatnak, amikor egy képregényes ütközés bekövetkezik. Ha a szerencsétlen áramkört kozmikus sugár sújtja, akkor az áramkörön áthaladhat egy elektromos áram, ami téves számítást okozhat.
Ez nagyon jóindulatúnak tűnhet; elvégre mi az az, hogy milliárdokban számítanak tévesen? Az Intel vezető tudósa, Eric Hannah elmagyarázza:
“Minden logikánk a töltésen alapul, tehát interferenciát okoz. […] Lehet, hogy lemegy az autópályáról [Német autópálya] 200 mérföld / óra sebességgel, és hirtelen felfedezheti, hogy a blokkolásgátló fékrendszere nem működik, mert kozmikus sugár esemény történt.” - Eric Hannah.
Végül is, a számítógépek egyre kisebbek és olcsóbbak, mindenütt használják őket, beleértve a kritikus rendszereket is, mint például a Hannah fentebb leírt fékrendszere. Mivel annyira kicsik, sokkal több chip képes elfoglalni a számítógépeket, ezzel növelve a kockázatot. Ha az alapvető, egy processzoros számítógép évek során csak egy kozmikus sugár eseményt tapasztal (észrevétlenül számítási hibát okoz), a több tízezer processzorral rendelkező szuperszámítógépek 10-20 kozmikus sugár eseményt szenvedhetnek. heti. Sőt, a közeljövőben akár a szerény személyi laptopok is rendelkezhetnek a mai szuperszámítógép számítási teljesítményével; Hetente 10-20 számítási hiba nem lenne működőképes, túl nagy lenne az adatvesztés, a szoftver korrupció vagy a hardver meghibásodásának kockázata.
Orbitális űrállomások, műholdak és bolygóközi űrhajók szintén eszébe jutnak. Az űrtechnológia magában foglalja a fejlett számítástechnikát, mivel egy kisebb csomagban sokkal több feldolgozási teljesítmény érhető el, csökkentve ezzel a súlyt, a méretet és a költségeket. Mi történik, ha számítási hiba fordul elő, amikor egy kozmikus sugár eléri a műholdas áramkört? Az egyetlen téves számítás megmondhatja a műhold sorsát. Féltem azt gondolni, hogy mi történhet a Holdra, a Marsra és azon túlmenő jövőbeli embertelen missziókkal.
Remélhetőleg az Intel tervei adhatják választ erre a baljós problémára. Készíteni akarnak egy kozmikus sugár eseménykövetőt, amely észlelni fogja a kozmikus sugár becsapódását, majd utasítják a processzort, hogy számolja újra az előző számításokat a kozmikus sugár ütközése előtt. Ily módon a hiba eltávolítható a rendszerről, még mielőtt problémává válik.
Természetesen sok technikai nehézséget kell leküzdeni, mielőtt egy gyors detektor kifejlesztésére kerülne sor; valójában Eric Hannah elismeri, hogy nehéz megmondani, mikor válhat ilyen eszköz gyakorlati realitássá. Függetlenül attól, hogy a problémát azonosították, és a tudósok megoldáson dolgoznak, legalábbis ez a kezdete ...
Forrás: BBC
