Når computere bliver mere avancerede, krympes mikroprocessorerne inde i dem i størrelse og bruger mindre elektrisk strøm. Men selv den mægtige supercomputer har sin akilleshæl: en øget følsomhed for interferens fra ladede partikler, der stammer ud over dit kontor. Disse meget energiske partikler kommer fra rummet og kan forårsage, at kritisk hardware forkert beregner, hvilket muligvis sætter liv i fare.
Forud for dette problem er mikrochip-producenten Intel begyndt at finde måder til at opdage, hvornår et brusebad med opladede partikler kan ramme deres chips, så når de gør det, kan beregninger køres igen for at udjævne eventuelle fejl ...
Kosmiske stråler stammer fra vores sol, supernovaer og andre ukendte kosmiske kilder. Det er typisk meget energiske protoner, der lynlåser gennem rummet tæt på lysets hastighed. De kunne være så kraftige, at det ved påvirkningen med den øvre atmosfære af Jorden er blevet postuleret, at de kan skabe mikrosorte sorte huller. Naturligvis kan disse energiske partikler forårsage en vis skade. Faktisk kan de være en enorm barriere for at bevæge sig ud over sikkerheden i Jordens magnetfelt (magnetosfæren afbøjer den mest kosmiske stråling, selv astronauter i Jorden er godt afskærmet), astronauternes helbred vil blive alvorligt beskadiget under langvarig interplanetær flyvning.
Men hvad med på Jorden, hvor vi er beskyttet mod den fulde kraft af kosmiske stråler? Selvom en lille del af vores årlige stråledosis kommer fra kosmiske stråler (ca. 13%), kan de have omfattende effekter over store mængder af atmosfæren. Når kosmiske stråler kolliderer med atmosfæriske molekyler, produceres en kaskade af lette partikler. Dette er kendt som en "air shower". Milliarder af partikler i luftbruser fra en enkelt påvirkning er ofte meget opladede af sig selv (men af mindre energi end den overordnede kosmiske stråle), men fysikken bag luftbruser er begyndt at vokse i betydning, især inden for computere.
Det ser ud til, at computermikroprocessorproducenten Intel har funderet over det samme spørgsmål. De har netop frigivet et patent, der beskriver deres planer, hvis en kosmisk stråle trænger ind i atmosfæren og rammer en af deres sarte mikrochips. Problemet vil komme, når databehandlingen bliver så avanceret, at de små chips kan "fejlagtige", når en komisk strålepåvirkning opstår. Hvis den uheldige chip bliver ramt af en kosmisk stråle, kan en spids elektrisk strøm udøves over kredsløbet, hvilket forårsager en forkert beregning.
Dette lyder muligvis temmelig godartet; når alt kommer til alt, hvad er en forkert beregning i milliarder? Intels seniorforsker Eric Hannah forklarer:
“Al vores logik er baseret på opladning, så den får interferens. […] Du kan komme ad motorvejen [Tysk motorvej] på 200 miles i timen og pludselig opdage, at dit anti-lock bremsesystem ikke fungerer, fordi det havde en kosmisk strålebegivenhed.” - Eric Hannah.
Når alt kommer til alt bliver computere mindre og billigere, de bruges overalt inklusive kritiske systemer som bremsesystemet beskrevet af Hannah ovenfor. Da de er så små, kan mange flere chips besætte computere, hvilket øger risikoen. Hvor en grundlæggende, en processorcomputer muligvis kun oplever en kosmisk strålebegivenhed i flere år (producerer en ubemærket beregningsfejl), kan supercomputere med titusinder af processorer lide 10-20 kosmiske strålehændelser Per uge. Hvad mere er, i den nærmeste fremtid kan selv ydmyge personlige bærbare computere have computerkraften i dagens supercomputer; 10-20 beregningsfejl pr. Uge ville være ubrugbare, der ville være for stor risiko for datatab, softwarekorruption eller hardwarefejl.
Orbital rumstationer, satellitter og interplanetær rumfartøj tænker også på. Rumteknologi omfavner avanceret computing, når du får langt mere processorkraft i en mindre pakke, hvilket reducerer vægt, størrelse og omkostninger. Hvad sker der, når der opstår en beregningsfejl, når en kosmisk stråle rammer en satellits kredsløb? En enkelt forkert beregning kunne stave satellitens skæbne. Jeg ville frygte mig at tænke, hvad der kunne ske med fremtidige bemande missioner til Månen, Mars og videre.
Man håber, at Intels plan kan være svaret på dette ildevarslende problem. De ønsker at fremstille en kosmisk strålehændelses tracker, der ville detektere en kosmisk strålepåvirkning, og derefter instruere processoren til at beregne de tidligere beregninger igen fra det punkt, før den kosmiske stråle ramte. På denne måde kan fejlen renses fra systemet, før den bliver et problem.
Der vil naturligvis være mange tekniske vanskeligheder at overvinde, inden en hurtig detektor udvikles; faktisk indrømmer Eric Hannah, at det vil være svært at sige, hvornår en sådan enhed kan blive en praktisk virkelighed. Uanset hvad er problemet blevet identificeret, og forskere arbejder på en løsning, i det mindste er det en start ...
Kilde: BBC
