【スペック】宇宙に「低スペックなCPU」しか持って行けない理由とは？[11/13]
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2019年11月13日 21時00分
https://gigazine.net/news/20191113-more-computing-power-into-space/
https://i.gzn.jp/img/2019/11/13/more-computing-power-into-space/00.jpg
火星の調査を継続している探査用ローバーのキュリオシティに搭載されたCPUのスペックはたった200MHzと、今日のスマートフォンよりもはるかに低スペック。その理由について、ポーランドの科学系ライターJacek Krywko氏が「宇宙ではハイスペックのCPUは壊れてしまう」と説明しています。
Space-grade CPUs: How do you send more computing power into space? | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2019/11/space-grade-cpus-how-do-you-send-more-computing-power-into-space/
真空・振動・極端な低温や高温など、宇宙にはCPUを破壊しうる現象がさまざま存在します。しかし、近年に入るまで見落とされてきた問題が、「銀河宇宙線」と呼ばれる宇宙空間を飛び交う放射線。放射線がCPUに衝突すると電圧が生成され、保存されたビットが反転する「Single Event Upset(SEU)」という現象が発生しCPUが壊れてしまう可能性があります。
SEUは高性能なCPUにとって特に問題です。プロセスルールの改善やクロックレートの向上によって、CPUの動作電圧は年々低下しています。それゆえ、放射線が衝突したときに発生するわずかな電圧の変化でも、CPUは大きな影響を受けるようになりました。
Krywko氏によると、一昔前は放射線の影響を受けにくいサファイアやヒ化ガリウムでできた半導体チップを特注することによって銀河宇宙線の問題を回避していました。しかし近年半導体を製造するコスト自体が増加し、特注の半導体チップを製造することは困難になったとのこと。
現代の宇宙用CPUは材料ではなく「システム上の工夫」によって銀河宇宙線の問題に対処しているそうです。システム上の工夫の代表的なものが、「トリプルモジュラー冗長性」という仕組み。トリプルモジュラー冗長性を備えたCPUは、情報を単一のチップではなく3つのチップに保存し、情報を読み取る場合は3つのチップに保存された情報を検証して、「2つ以上のチップに保存されている情報」を出力します。ただし、トリプルモジュラー冗長性を備えたCPUは、通常のCPUよりもスペックが落ちてしまいます。
最新の宇宙用CPUは、2019年末に出荷が予定されているクアッドコアCPU「GR740」です。GR740のプロセスルールは65nm、そのクロック数は約250MHzと、現代のスマートフォンに搭載されているCPUにはるかに劣るスペックですが、(PDFファイル)耐放射線試験に合格しているとのこと。GR740は、銀河宇宙線によるエラーが350年に1回しか発生しない計算になっています。
Krywko氏によると、地球外のミッションにおいて、CPUは宇宙船の制御や、ローバーに搭載されたカメラやセンサーの制御に使用されるだけでなく、将来的には宇宙服のバイザー部分に組み込まれた拡張現実(AR)表示機能や、惑星上での災害予測アルゴリズム計算などにも使用される予定。そのためNASAは、ARM Cortex A53クアッドコアプロセッサを2つ搭載したオクタコアの(PFDファイル)Highspace Spaceflight Computing(HPSC)と呼ばれるCPUをボーイングと共同で開発しているとのことです。 >>184
逆に機械式の方がよかったりな
初期のアポロ計画でオメガのスピードマスターつんでたのは有名 >>223
フクイチ → 24時間ずっと電動ハンマーで打たれる環境
宇宙 → たまに銃弾が飛んでくる環境
というくらい異なるので・・・
http://www.icrr.u-tokyo.ac.jp/about/cosmicray.html
>最も高いエネルギーで到来する一次宇宙線の粒子1個のエネルギーは、(...)
>放射性原子核起源の放射線の100兆倍、
>加速器実験で人工的に作り出せる最高エネルギー粒子の1000万倍
一定以上の超高エネルギー粒子は極稀過ぎるから流石に無視でいいけど >>1
バカだな。
現時点で宇宙に持って行けるCPUは低スペックなものしかない。
これから高スペックのものが作られるってことだろ。 >>10
シールドはヘリオスフィアかな
今は太陽活動が極小期で弱くなってる 地球を模して強力な電磁石で宇宙線を誘導するしかないやろと
逆にそれで発電するぐらいはやらんといかんかもな 電磁石じゃ中性子線は誘導できんから、大量の水の壁でナントカするしかない
つまりは電磁石と水の壁やろ
それらを備えた外装を持つ宇宙船ができないと安心して宇宙旅行は無理や 宇宙船のメインコンピュータはプログラム毎にカセットを交換してて、バグったらカセットの端子部分に息を吹き掛けてる…って光景を想像しちゃった。 >>222
月まで1.2秒、リュウグウだと40分
それでも地球に頼るの？ >>234
マスクロムならデータ飛ぶことが無いし良いかもね
でもふーふーは死ゾ >>229
だから、その理由がなんなのかという話題 地球人類は地球圏からでれないように作られてるって話でしょ >>228
>フクイチ → 24時間ずっと電動ハンマーで打たれる環境
これはいい
>宇宙 → たまに銃弾が飛んでくる環境
火山被害で火砕流が飛んでくる環境というほうがいい。
だが、エネルギーの弱い粒子については24時間ずーと電動ハンマーでで正しい
たとえば東京でも極弱い放射線が24時間絶えず飛び交っているように。 >>227
あのオメガレジェンドはめっちゃかっこいいな
まさか未だに手巻きのみってことはないと思うが >>244
ドーパント入れればね サファイアって只の酸化アルミニウムだし サファイア自体は普通に工業材料として利用されるよね
ガラスとしても優秀たし
絶縁材料としてお高いお城にも使われるし
機械軸受けとかにも使われたり 銀河宇宙線、これを人工的に作れば、武器になるね、どやっ！ てか、cpuすら被爆してぶっ壊れる強放射線に人体が耐えられるとは思えん。
よって、月には行っていない！ あれやぞ、福一の原子炉内部に突入させたラジコンがぶっ壊れるような強度の被爆に宇宙飛行士を長期晒せるわけがない
よって、月には言ってない。 >>247
単結晶サファイア基板もあるよ
NECが今年小型衛星で試した放射線に強い半導体の最大内部クロックが256MHzだって 光CPUがすでに開発されてるんだから、それ使えばいいのに NanoBridgeは銅電極だけどね
そもそも半導体スイッチじゃないし >>251
人間の細胞は1個ぶっ壊れても何の問題もない、
それが1万の細胞がぶっこわれても正しく機能する。
だが、半導体は違うたった1個ぶっ壊れただけで機能しなくなる。
文型脳は感情論でしか考えない見本みたいな発言しかしない。 被爆って書いてる時点でそもそもの現象を分かってないアホだよ。 宇宙放射線を100%防ぐのは今の技術じゃ不可能
だから高スペックCPUはもちろん 人間が恒星間どころか惑星間移動なんておこがましい ダークマターのケースに入れるくらいしろよ
猿たちのイノベーションを待ってるぞ ロケットや探査機に使うコンピュータはさほど複雑な計算はいらんだろう。
複雑なプログラムならバグのほうが心配。
リアルタイム性も0.1msぐらいあれば十分では？ 進化すると困るからな。
ボイジャーだってああなったんだし。 なるほどクリンゴン
oだけじゃなくてoyaが消えてV'GERらしいね ファミコン＋ファミリーベーシックで宇宙船が飛ぶ時代がくるのか ７０年代の宇宙開発時代のＰＣなんてしょっぱいスペックに原子力エンジン（だから外惑星探索に出られたのよ）なのよ 万が一に備えてやっぱり計算もできないとダメなんだな ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
