Просто там немного другая технология изготовления, позволяющая снизить фатальность воздействия космических частиц. Из-за этого частота невелика.
А вот это интересно, что у "Кассини" такой относительно мощный процессор. Я думаю¸что это не в последнюю очередь связано и с общей энерговооруженностью аппарата. Я мог бы сам посчитать, но это нудно и неинтересно, какую дозу получит каждый аппарат (приближенно). Если "Кассини" заходил в радиационные пояса Сатурна, то он мог получить сравнимую или даже большую, по сравнению с "New Horisons" дозу.
В принципе, еще ядра, основанные на ARM, используют. Их тоже изготавливают по радиационно-стойким технологиям.
В чем смысл радиационного повреждения электроники? Как известно, современная цифровая электроника построена на КМОП (CMOS) технологии, а именно комплиментарный металл-оксид-полупроводник. Сущность ее в том, что легированный собственный полупроводник кремний используется для создания приборов, управляемых полем (так называемые МОС-транзисторы). Наличие легирующих примесей позволяет симметризировать мобильность носителей заряда в кремнии (чистый кремний несимметричен по мобильности дырок и электронов) и создать идентичную пару МОС-транзисторов.
Как выглядит МОС-транзистор? Это небольшая область на кремниевой пластине, легированная соответствующим образом, на которую нанесены два контакта - сток и исток, и нанесенная поверх кремния полоса поликристаллического кремния - это затвор. Для того, чтобы отсутствовал омический контакт между поликремнием и легированной зоной, под поликремний на пластину наносится слой оксида.
****G*** - поликремний
- - - - - - - - оксид
=S========D== - легированный кремний
S - исток, D - сток, G - затвор.
При приложении напряжения между истоком и затвором в подзатворной зоне образуется канал, шириной которого можно управлять.
Так как между затвором и истоком нет электрического контакта, ток в транзистор не течет - входное сопротивление определяется только входной емкостью и составляет сотни Мом. Это и есть основное преимущество (схемотехническое) для МОС-транзистора - в биполярной ТТЛ-логике входы логических элементов потребляют и немало. Вдобавок, МОС-транзисторы прекрасно изготавливаются современными планарными технологиями, когда для биполярных транзисторов необходимы технические ухищрения (интересующиеся могут изучить технологию Bi-CMOS для примера).
Когда говорят о технологии "столько-то мкм", имеют в виду ширину затвора транзистора. Т.е. у процессора по технологии 0.18 мкм ширина затвора транзистора 0.18 мкм. Размеры самого транзистора много больше - он составляет около нескольких мкм.
Частицы могут воздействовать на систему только через ионизационные потери, когда энергия частицы расходуется на разделение зарядов в веществе. Они могут быть релятивистскими, когда их лоренц-фактор, или отношение полной энергии к массе покоя более 5. Тогда попадание протона эквивалентно созданию в каждом микроне его траектории 388 эВ / мкм / 2.3 эВ = 180 электронно-дырочных пар / мкм. Это заряд в 35 аттокулон. Емкость подзатворной области составляет обычно около нескольких десятков фемтофарад, так что подобный протон не сможет даже переключить триггер (пороговое напряжение переключения у МОС-транзистора около 2 В)
Если же они нерелятивистские (таких большинство от Солнца в период активности), скажем 50-100 МэВ протоны, то их потери энергии на создание пар в кремнии много больше, и они способны на то, чтобы зарядить подзатворную емкость до больших значений - вплоть до пробоя подзатворного окисла. Такой транзистор приходит в негодность.
Существуют методы, как восстановить его - подать большое обратное напряжение, затем прямое, для того, чтобы "выжечь" паразитный канал. Но свойства транзистора от этого деградируют быстро.
Таким образом, можно наблюдать как временные эффекты, связанные с перезарядкой подзатворных емкостей - появление случайных бит в ОЗУ и случайное срабатывание триггеров, так и постоянные, связанные с пробоем подзатворного слоя окисла.
Обычно радиационную стойкость тестируют на ионных пучках, которые позволяют создать большие дозы (ионизационные потери растут как заряд в квадрате) за небольшое время. Очень интересно выглядит тест флеш-микросхемы или твердотельного диска. В устройство вгоняют радиации на 100 человек, а оно успевает еще сохранить в себе 75% полезной информации, и сохранить работоспособность.
