中国科教创新导刊

马斯克的创新:火箭用3颗民用芯片,替代上百万

 
前段时间,众多媒体都在报道称,造价27亿美元的NASA毅力号,
成功在火星表面着陆了,而它使用的核心芯片居然是一颗23年前的芯片RAD750。
这颗芯片,与1998年苹果iMac G3内置的处理器PowerPC 750在性能、架构上基本相同,比如主频率为233MHz,集成600万颗晶体管等,工艺为150nm等。
事实上,这颗芯片在性能上是23年前的,但却是改过了改装的,实际上它的成本高达20万美元,约130万元。
因为为了适应宇宙中最严苛的环境,比如
宇宙辐射、严酷的高低温等因素的影响,这颗芯片做了很多的改变,加上了各种保护罩。
比如可以承受200,000至1,000,000 Rads的辐射,可承受的温度范围为?55至125°C,还加上了2GB内存和256MB RAM。
其实一直以来在宇航级的芯片上,性能就不是主要的追求因素,因为不管是火箭,还是火星车等,执行的工作命令都比较单一且简单,所以对芯片性能要求并不高。
对芯片的稳定性要求非常高,能承受高强度的辐射,能够承受高低温,毕竟火箭芯片出错,可能就是”原地爆炸“这样的悲剧,容不得马虎,所以基本上都是古老稳定的芯片,再进行改装,以能够防辐射等。
不过后来马斯克成SpaceX做火箭时,搞了一个创新,毕竟动不动上百万的宇航级芯片,马斯克炸不起,没这么多钱。
所以它是采用冗余设计,每一个需要用到芯片的地方都采用3颗芯片,一台火箭用到几十颗民用芯片。在执行计算任务时,三颗芯片计算出来的结果,进行对比,一旦一颗芯片的结果与其它的芯片计算出来的结果,不一样,就任务暂不执行,重启这种出错的芯片,重新计算,直到三颗芯片计算结果一致,再执行。
更牛的是,如果三颗芯片都受到辐射后,计算结果都出错了怎么办?也有一套机制把错误纠正过来,确保命令不因辐射、高低温受影响。
而民用芯片多便宜啊,几百颗都比一颗上百万的宇航级芯片便宜啊,所以马斯克才可以不停发射火箭,炸了也不是那么的心痛。
而现在,全球很多的太空公司都采用了马斯克的SpaceX公司的这种创新,很多都采用民用芯片进行大量的冗余设计了,以降低成本。
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