Перспективы космической электроники

[gans2]

Навеяно обзором
https://arstechnica.com/science/2019/11/space-grade-cpus-how-do-you-send-more-computing-power-into-space/

«Кьюриосити», всеми любимый марсианский вездеход, работает на двух процессорах BAE RAD750 с тактовой частотой до 200 МГц. У него 256 Mb RAM и SSD на 2 Gb. Накануне 2020 года RAD750 является самым передовым одноядерным процессором космического класса. На сегодня это лучшее, что мы можем отправить в глубокий космос. Стоит RAD750 порядка $200 000.

Еврейский зонд перезагрузился над лунной поверхностью - кратер.
Индийский зонд излишне затормозил над лунной поверхностью. Кратер не нашли.
Фобос-грунт перезагрузился на стартовой траектории и не дождался команды на старт с орбиты. Плюх.

четырёхъядерный GR740, работающий на частоте около 250 МГц. (.... ожидает поставок первых партий оборудования к концу 2019). GR740 изготавливают по техпроцессу 65 нм. Это система на чипе, спроектированная для высокоскоростных вычислений общего назначения на основе архитектуры SPARC32. «Цель в создании GR740 состояла в том, чтобы достичь большего быстродействия и возможности добавить дополнительные устройства в интегральную схему, при этом оставляя совместимость с предыдущими европейскими процессорами космического класса», — говорит Вейганд. Ещё одна особенность GR740 – передовая система устойчивости к отказам. Процессор может справиться со значительным количеством ошибок, вызванных излучением, и при этом всё равно обеспечить беспрерывное функционирование ПО. Каждый блок и функция GR740 оптимизированы для наибольшей скорости работы. Это означает, что компоненты, чувствительные к одиночным возмущениям, соседствуют с другими, способными с лёгкостью справляться с этим. И все чувствительные компоненты используются в схеме, уменьшающей влияние ошибок посредством избыточности.
Ожидается, что он будет испытывать по 9 одиночных возмущений в день, находясь на геостационарной орбите Земли. Фокус в том, что все они будут сдерживаться системой и не приведут к ошибкам в работе. GR740 спроектирован так, чтобы функциональная ошибка на нём происходила не чаще, чем раз в 300 лет. И даже в этом случае он сможет просто перезагрузиться.

GR740 прекрасно прошли несколько проверок на воздействие излучения. Чип обстреливали тяжёлыми ионами с линейной передачей энергии (ЛПЭ), достигавшей 125 МэВ*см:2/мг, и они работали без единого отказа. Чтобы было с чем сравнивать, те самые SRAM-чипы, из-за которых упал Фобос-Грунт, отказывали при попадании частиц с ЛПЭ всего около 0,375 МэВ*см2/мг. GR740 выдержал в 300 раз более сильное излучение. Кроме практически полного иммунитета к единичным возмущениям, GR740 может поглотить до 300 крад излучения за время своей жизни. Во время тестов команда Вейганда даже облучила один из процессоров до 293 крад, но несмотря на это, чип работал, как обычно, не выказывая признаков деградации.

По сей день процессоры BAE RAD основаны на PowerPC ... Продолжая эту традицию, новейший проект в этой области тоже основан на закрытой технологии. Высокоскоростной компьютер для космических полётов (HPSC) ...основан на архитектуре ARM, работающей сегодня в большинстве смартфонов и планшетов.

HPSC разработали НАСА, исследовательская лаборатория ВВС США и Boeing, отвечавший за производство. HPSC основан на четырёхъядерных процессорах ARM Cortex A53. У него будет два таких процессора, связанных шиной AMBA, что в итоге даст восьмиядерную систему. Его быстродействие, таким образом, будет находиться где-то в районе смартфонов среднего ценового диапазона 2018 года типа Samsung Galaxy J8 или плат для разработки вроде HiKey Lemaker или Raspberry Pi. Правда, эти показатели приведены до защиты от излучения – она уменьшит его быстродействие более, чем в два раза.

«Поскольку у нас пока нет на руках реального HPSC для тестов, мы можем делать лишь обоснованные предположения по поводу его быстродействия», — говорит Лавли. Первым тщательно изученным параметром стала тактовая частота. Коммерческие восьмиядерные процессоры Cortex A53 обычно работают на частотах от 1,2 ГГц (в случае HiKey Lemaker) до 1,8 ГГц (как Snapdragon 450). Чтобы прикинуть, какой будет тактовая частота HPSC после защиты от излучения, Лавли сравнил различные процессоры космического класса с их коммерческими двойниками. «Мы решили, что разумно будет ожидать сходного уменьшения быстродействия», — говорит он. Лавли оценил тактовую частоту HPSC в 500 МГц. И всё равно это будет исключительно большая скорость для чипа космического класса. Если эта частота действительно будет такой, то HPSC окажется рекордсменом по тактовой частоте среди процессоров космического класса. Однако увеличение вычислительной мощности и тактовой частоты в космосе обычно оборачиваются серьёзными проблемами.

Сегодня самым мощным процессором, защищённым от воздействия излучения, является BAE RAD5545. Это 64-битная четырёхъядрная машина, сделанная по техпроцессу 45 нм, работающая с тактовой частотой в 466 МГц и рассеиваемой мощностью до 20 Вт;

у европейского GR740 рассеиваемая мощность энергии равняется всего 1,5 Вт. Он не самый быстрый из имеющихся, но наиболее эффективный. Он просто даёт вам максимальный объём вычислений на ватт. HPSC с рассеиванием в 10 Вт

 LEON GR740 должен поступить в распоряжение ЕКА в конце этого года, и после прохождения нескольких дополнительных тестов, он должен быть готов к полёту в 2020-м. Производственная фаза HPSC, в свою очередь, должна начаться в 2012 году и закончиться в 2022. На тестирование должно уйти несколько месяцев в 2022-м.

НАСА должна получить готовые к использованию чипы HPSC к концу 2022 года. Это означает, что, без учёта других факторов, усложняющих прогресс, по крайней мере, космический кремний движется в будущее со скоростью, которая позволит ему подготовиться к возвращению людей на Луну к 2024 году.
перевод отсюда
https://habr.com/ru/post/477526/

Так что никто ни на что не променял. Не было и нет пока процессоров, что бы делать нужное в космосе. Ждем и надеемся...

Комментарий модератора раздела

Название темы изменено на более адекватное содержанию. Rattus

[BlackMokona]

Так что никто ни на что не променял. Не было и нет пока процессоров, что бы делать нужное в космосе. Ждем и надеемся...

Просто сертификация процессора для космоса это очень долгое и затратное действие, при околонулевом размере рынка. Поэтому процессоры для космоса приходят с огромной задержкой

[Olweg]

А чего тут обсуждать? Мнимое противоборство "космос, яблони на Марсе, рромантика" vs "потреблятские гаджеты"? Ну давайте ещё Колумба вспомним, который из чистой любви к романтике пошёл искать западный путь к островам пряностей...

[Dim Dim]

Ну давайте ещё Колумба вспомним, который из чистой любви к романтике пошёл искать западный путь к островам пряностей...

Колумб знал, зачем отправляется к островам пряностей. А зачем отправляться на Марс, никто внятно объяснить не может.

[n_dimion]

Это точно. По сути, основной драйвер всех географических путешествий, экспедиций и открытий - это поиск новых территорий с "пряностями". Пряности на Марсе нас не ждут 100%. Поэтому возникает логичный вопрос - Зачем?

[BlackMokona]

Это точно. По сути, основной драйвер всех географических путешествий, экспедиций и открытий - это поиск новых территорий с "пряностями". Пряности на Марсе нас не ждут 100%. Поэтому возникает логичный вопрос - Зачем?

Какие пряности искали на Северном и Южных полюсах?

[Rattus]

Какие пряности искали на Северном и Южных полюсах?

А там разве имеются постоянные поселения людей?

[n_dimion]

Какие пряности искали на Северном и Южных полюсах?

Уважение, почет на родине, может даже власть. Это тоже "пряности".

[BlackMokona]

Какие пряности искали на Северном и Южных полюсах?

А там разве имеются постоянные поселения людей?

Было заявлено что путешествуют исключительно за "пряностями"

[BlackMokona]

Какие пряности искали на Северном и Южных полюсах?

Уважение, почет на родине, может даже власть. Это тоже "пряности".

Вот вам и причины для Марсианской колонии как пример.

[n_dimion]

Ну...  Если так, то да

[a_babich]

Какие пряности искали на Северном и Южных полюсах?

те же, что на вершине Эвереста

[a_babich]

Вот вам и причины для Марсианской колонии как пример.

это "аргумент" для тех, кто постоянно курит пряности

[BlackMokona]

Вот вам и причины для Марсианской колонии как пример.

это "аргумент" для тех, кто постоянно курит пряности

Думаете Кеннеди курил "пряности"?

[Maki]

Поддерживаю.

Может быть и тему почистить от "пряностей" и "эверестов"?

[a_babich]

Думаете Кеннеди курил "пряности"?

нет, думаю, что :
1)времена политических проектов прошли
2)экстраполяция типично "земных"  вещей за пределы тропосферы некорректна по ряду простых и очевидных причин

[a_babich]

Может быть и тему почистить от "пряностей" и "эверестов"?

разумно даже закрыть ибо суть "проблемы"  была точно и исчерпывающе изложена в самом начале , а именно :

Просто сертификация процессора для космоса это очень долгое и затратное действие, при околонулевом размере рынка. Поэтому процессоры для космоса приходят с огромной задержкой

[Maki]

разумно даже закрыть ибо суть "проблемы"  была точно и исчерпывающе изложена в самом начале , а именно :

В принципе да. Но автор темы поставил вопрос так:

еврейский зонд перезагрузился над лунной поверхностью - кратер.
Индийский зонд излишне затормозил над лунной поверхностью. Кратер не нашли.
Фобос-грунт перезагрузился на стартовой траектории и не дождался команды на старт с орбиты. Плюх.

Возможно, вопрос нуждается в уточнении. Что виной этим авариям - глючные процессоры или кривое программирование?

[BlackMokona]

Возможно, вопрос нуждается в уточнении. Что виной этим авариям - глючные процессоры или кривое программирование?

Программирование

[a_babich]

Цитата: Maki от Сегодня в 11:33:01
Возможно, вопрос нуждается в уточнении. Что виной этим авариям - глючные процессоры или кривое программирование?
Программирование

Наверное. Неизбежное зло глючности электроники как объективную реальность надо компенсировать "правильным" программированием.
А тут уже вмешались субъективные  факторы (человеческий фактор)- "кривое программирование".
Процентов 90 авиакатастроф- это тоже "человеческий фактор"