공간 준비 비행 섀시의 EAFTC 컴퓨터. 이미지 크레디트 : NASA / Honeywell. 클릭하면 확대
불행히도, 공간에 퍼져있는 방사선은 그러한 결함을 유발할 수 있습니다. 우주선과 같은 고속 입자가 컴퓨터 칩의 미세 회로와 충돌하면 칩에 오류가 발생할 수 있습니다. 이러한 오류로 인해 우주선이 잘못된 방향으로 비행하거나 생명 유지 시스템을 방해하는 경우 나쁜 소식이 될 수 있습니다.
안전을 보장하기 위해 대부분의 우주 임무는 방사선 경화 컴퓨터 칩을 사용합니다. "래드 하드"칩은 여러면에서 일반 칩과 다릅니다. 예를 들어, 스위치를 켜고 끄는 데 더 많은 에너지를 소비하는 추가 트랜지스터가 포함되어 있습니다. 우주 광선은 그렇게 쉽게 유발할 수 없습니다. Rad-hard 칩은 일반 칩이 "고칠"경우에도 정확한 계산을 계속합니다.
NASA는이 여분의 내구성 칩에 거의 독점적으로 의존하여 컴퓨터를 공간에 적합하게 만듭니다. 그러나 이러한 맞춤형 칩에는 단점이 있습니다. 최신 소비자 데스크탑 PC의 CPU보다 10 배나 느리고 가격이 비싸고 전력이 부족하며 느립니다.
NASA가 사람들을 달과 화성으로 다시 보내면서 우주 탐사를위한 비전을보십시오. 미션 플래너는 우주선에 더 많은 컴퓨팅 마력을 제공하고자합니다.
더 많은 컴퓨팅 성능을 갖춘 우주선은 가장 제한된 리소스 중 하나 인 대역폭을 절약하는 데 도움이됩니다. 데이터를 지구로 다시 전송하는 데 사용할 수있는 대역폭은 종종 병목 현상이며, 이전 전화 접속 모뎀보다 전송 속도가 훨씬 느립니다. 우주선의 센서에 의해 수집 된 원시 데이터의 양이 선상에서 "크런치"될 수 있다면 과학자들은 결과를 다시 되돌릴 수있어 훨씬 적은 대역폭을 소비 할 수 있습니다.
달이나 화성 표면에서 탐험가는 빠른 컴퓨터를 사용하여 데이터를 수집 한 후 바로 데이터를 분석하여 과학적으로 관심이 높은 영역을 빠르게 식별하고 도망 칠 기회가 다가 오기 전에 더 많은 데이터를 수집 할 수 있습니다. 로버는 최신 CPU의 추가 인텔리전스의 혜택도 누릴 수 있습니다.
소비자 PC에있는 저렴하고 강력한 펜티엄 및 PowerPC 칩을 사용하면 엄청난 도움이되지만 그렇게하려면 방사선으로 인한 오류 문제를 해결해야합니다.
EAFTC (Environmental Adaptive Fault-Tolerant Computing)라는 NASA 프로젝트가 시작됩니다.이 프로젝트를 진행하는 연구원들은 우주 임무에서 소비자 CPU를 사용하는 방법을 실험하고 있습니다. 그들은 단일 입자의 방사선 배럴 조각으로 인한 가장 일반적인 종류의 결함 인“단일 이벤트 혼란”에 관심이 있습니다.
팀 구성원 Raphael 일부 JPL은 다음과 같이 설명합니다.“공간에서 더 빠른 소비자 CPU를 사용하는 한 가지 방법은 필요한 CPU 수를 3 배만 늘리는 것입니다. 세 CPU는 동일한 계산을 수행하고 결과에 투표합니다. CPU 중 하나가 방사선으로 인해 오류가 발생하더라도 다른 두 개는 여전히 동의하므로 투표에서 승리하고 올바른 결과를 제공합니다.”
이 방법은 효과가 있지만 중요하지 않은 계산을 세 번 확인하기 위해 귀중한 전기와 컴퓨팅 성능을 낭비하는 경우가 많습니다.
"더 똑똑하고 효율적으로이 작업을 수행하기 위해 계산의 중요성을 평가하는 소프트웨어를 개발 중입니다."라고 Some은 말합니다. “탐색과 같이 매우 중요한 경우 세 CPU 모두 투표해야합니다. 바위의 화학적 구성을 측정하는 것과 같이 덜 중요하다면 한두 개의 CPU 만 관련 될 수 있습니다.”
EAFTC가 하나의 패키지로 통합하는 수십 가지 오류 수정 기술 중 하나입니다. EAFTC 소프트웨어가 없으면 소비자 CPU 기반 컴퓨터는 방사선으로 인한 오류로부터 보호하기 위해 100-200 %의 중복성이 필요합니다. (100 % 이중화는 2 개의 CPU를 의미하고 200 %는 3 개의 CPU를 의미합니다.) EAFTC를 사용하면 동일한 수준의 보호를 위해 15-20 %의 이중화 만 필요합니다. 절약 된 CPU 시간을 모두 생산적으로 사용할 수 있습니다.
“EAFTC는 rad-hard CPU를 대체하지 않을 것입니다.”라고 경고합니다. "생활 지원과 같은 일부 작업은 매우 중요하므로 항상 방사선 경화 칩을 실행해야합니다." 그러나 당연히 EAFTC 알고리즘은 해당 칩에서 일부 데이터 처리로드를 가져와 향후 미션에서 사용할 수있는 컴퓨터 성능을 크게 향상시킬 수 있습니다.
EAFTC의 첫 번째 테스트는 우주 기술 8 (ST-8)이라는 위성에 탑재됩니다. NASA의 새로운 밀레니엄 프로그램의 일부인 ST-8은 EAFTC와 같은 새로운 실험 우주 기술을 비행 테스트하여 미래의 임무에서 더 확실하게 사용할 수있게합니다.
2009 년 발사 예정인 위성은 각 타원형 궤도에서 Van Allen 방사선 벨트를 깎아서 우주 공간과 유사한이 고 방사선 환경에서 EAFTC를 테스트합니다.
모든 것이 잘된다면, 태양계를 가로 질러 환기하는 우주 탐침은 곧 결함없이 데스크탑 PC에서 발견되는 것과 정확히 동일한 칩을 사용하고있을 것입니다.
원본 출처 : NASA 뉴스 릴리스
