Komputer EAFTC dalam casis penerbangan ruang sedia. Kredit gambar: NASA / Honeywell. Klik untuk membesarkan
Malangnya, sinaran yang meresap ruang boleh mencetuskan gangguan seperti itu. Apabila zarah berkelajuan tinggi, seperti sinar kosmik, bertabrakan dengan litar mikroskopik cip komputer, ia boleh menyebabkan cip membuat kesilapan. Sekiranya kesalahan tersebut menghantar kapal angkasa terbang ke arah yang salah atau mengganggu sistem sokongan nyawa, itu mungkin berita buruk.
Untuk memastikan keselamatan, kebanyakan misi angkasa menggunakan cip komputer yang dikeras radiasi. Cip "keras-keras" tidak seperti kerepek biasa dalam banyak cara. Sebagai contoh, ia mengandungi transistor tambahan yang memerlukan lebih banyak tenaga untuk dihidupkan dan dimatikan. Sinaran kosmik tidak dapat mencetuskannya dengan mudah. Cip rad-hard terus melakukan pengiraan yang tepat apabila cip biasa mungkin "terganggu."
NASA bergantung hampir secara eksklusif pada cip tahan lama ini untuk menjadikan komputer sesuai dengan ruang. Tetapi cip yang dibuat khas ini mempunyai beberapa kelemahan: harganya mahal, lapar tenaga, dan perlahan - sebanyak 10 kali lebih perlahan daripada CPU yang setara di PC desktop pengguna moden.
Dengan NASA menghantar orang kembali ke bulan dan pergi ke Marikh - melihat Visi untuk Eksplorasi Angkasa - perancang misi akan senang memberikan kapal angkasa mereka lebih banyak tenaga kuda pengkomputeran.
Memiliki lebih banyak daya pengkomputeran di kapal akan membantu kapal angkasa menjimatkan salah satu sumber paling terhad mereka: lebar jalur. Lebar jalur yang tersedia untuk memancarkan data kembali ke Bumi sering menjadi hambatan, dengan kelajuan penghantaran bahkan lebih perlahan daripada modem dial-up lama. Sekiranya kumpulan data mentah yang dikumpulkan oleh sensor kapal angkasa itu dapat "dihancurkan" di atas kapal, para saintis dapat memancarkan kembali hasilnya, yang akan memerlukan lebar jalur lebih sedikit.
Di permukaan bulan atau Marikh, penjelajah dapat menggunakan komputer pantas untuk menganalisis data mereka segera setelah mengumpulkannya, dengan cepat mengenal pasti bidang yang mempunyai kepentingan ilmiah tinggi dan mungkin mengumpulkan lebih banyak data sebelum berlalunya peluang. Rovers akan mendapat keuntungan juga dari kecerdasan tambahan CPU moden.
Menggunakan cip Pentium dan PowerPC yang sama murah dan kuat yang terdapat di PC pengguna akan sangat membantu, tetapi untuk melakukannya, masalah kesalahan yang disebabkan oleh radiasi mesti diselesaikan.
Di sinilah sebuah projek NASA yang disebut Environmentally Adaptive Fault-Tolerant Computing (EAFTC) masuk. Penyelidik yang mengusahakan projek ini bereksperimen dengan cara menggunakan CPU pengguna dalam misi angkasa. Mereka sangat berminat dengan "gangguan peristiwa tunggal", jenis gangguan yang paling biasa disebabkan oleh zarah radiasi tunggal yang menjadi cip.
Anggota pasukan Raphael Beberapa JPL menjelaskan: "Salah satu cara untuk menggunakan lebih cepat, CPU pengguna di ruang angkasa adalah dengan memiliki tiga kali lebih banyak CPU yang Anda perlukan: Ketiga CPU tersebut melakukan perhitungan yang sama dan memilih hasilnya. Sekiranya salah satu CPU membuat kesalahan yang disebabkan oleh radiasi, dua yang lain akan tetap setuju, sehingga memenangkan suara dan memberikan hasil yang tepat. "
Ini berfungsi, tetapi selalunya ia berlebihan, membuang elektrik berharga dan kuasa pengkomputeran untuk memeriksa pengiraan tiga kali ganda yang tidak kritikal.
"Untuk melakukan ini dengan lebih pintar dan lebih cekap, kami sedang mengembangkan perisian yang mempertimbangkan pentingnya pengiraan," lanjut Beberapa. "Sekiranya sangat penting, seperti navigasi, ketiga-tiga CPU mesti memilih. Sekiranya tidak begitu penting, seperti mengukur susunan kimia batu, hanya satu atau dua CPU yang mungkin terlibat. "
Ini adalah salah satu daripada puluhan teknik pembetulan ralat yang digabungkan oleh EAFTC ke dalam satu pakej. Hasilnya adalah kecekapan yang jauh lebih baik: Tanpa perisian EAFTC, komputer berdasarkan CPU pengguna memerlukan redundansi 100-200% untuk melindungi dari kesalahan yang disebabkan oleh radiasi. (100% redundansi bermaksud 2 CPU; 200% bermaksud 3 CPU.) Dengan EAFTC, hanya 15-20% redundansi diperlukan untuk tahap perlindungan yang sama. Semua masa CPU yang disimpan dapat digunakan secara produktif sebagai gantinya.
"EAFTC tidak akan menggantikan CPU rad-hard," kata beberapa orang. "Beberapa tugas, seperti sokongan hidup, sangat penting. Kami akan sentiasa mahukan cip yang dikeringkan dengan radiasi untuk menjalankannya." Tetapi, pada waktunya, algoritma EAFTC mungkin mengambil sebahagian pemprosesan data dari cip tersebut, menjadikan kuasa komputer yang jauh lebih besar tersedia untuk misi masa depan.
Ujian pertama EAFTC akan dilakukan di atas satelit yang disebut Space Technology 8 (ST-8). Sebahagian daripada Program Milenium Baru NASA, ST-8 akan menguji teknologi ruang eksperimental baru seperti EAFTC, memungkinkan untuk menggunakannya dalam misi masa depan dengan keyakinan yang lebih besar.
Satelit itu, yang dijadualkan untuk pelancaran tahun 2009, akan melengkapkan tali pinggang radiasi Van Allen pada setiap orbit elipsnya, menguji EAFTC di persekitaran radiasi tinggi ini yang serupa dengan ruang dalam.
Sekiranya semuanya berjalan lancar, penyiasat ruang yang melintasi sistem suria tidak lama lagi akan menggunakan cip yang sama dengan yang terdapat di PC desktop anda - tanpa gangguan.
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
