ככל שהמחשבים מתקדמים יותר, המעבדים שבתוכם מתכווצים בגודלם ומשתמשים בזרם חשמלי פחות. אבל אפילו למחשב העל האדיר יש עקב אכילס שלו: רגישות מוגברת להפרעות מחלקיקים טעונים שמקורם מעבר למשרדך. החלקיקים האנרגטיים האלה מגיעים מהחלל ועלולים לגרום לחישוב שגוי של חומרה קריטית, ואולי גם לסכן חיים.
בחזית הבעיה, יצרנית המיקרו-אינטל אינטל החלה למצוא דרכים לגלות מתי מקלחת של חלקיקים טעונים עשויה לפגוע בשבבים שלהם, כך שכאשר כן, ניתן לבצע חישובים מחדש כדי לגהץ את כל השגיאות ...
קרניים קוסמיות מקורן בשמש שלנו, supernovae ומקורות קוסמיים אחרים לא ידועים. בדרך כלל, מדובר בפרוטונים אנרגטיים מאוד המפרסמים בחלל קרוב למהירות האור. הם יכולים להיות כה חזקים, עד שההשפעה על האטמוספירה העליונה של כדור הארץ הוצבה כי הם עשויים ליצור חורים שחורים מיקרו. באופן טבעי חלקיקים אנרגטיים אלה יכולים לגרום לנזק מסוים. למעשה, הם עשויים להוות מכשול עצום למעבר מעבר לבטיחות השדה המגנטי של כדור הארץ (המגנטוספרה מסיטה את הקרינה הקוסמית ביותר, אפילו אסטרונאוטים במסלול כדור הארץ מוגנים היטב), בריאותם של האסטרונאוטים תיפגע קשה במהלך טיסה בין-כוכבית ממושכת.
אך מה לגבי כדור הארץ, שם אנו מוגנים מכוחם המלא של קרניים קוסמיות? למרות שחלק קטן ממנת הקרינה השנתית שלנו מגיעה מקרני קוסמי (בערך 13%), הם יכולים להשפיע על נפחים גדולים באטמוספרה. כאשר קרניים קוסמיות מתנגשות במולקולות אטמוספריות, נוצר מפל של חלקיקי אור. זה ידוע כ"מקלחת אוויר ". מיליארדי החלקיקים במקלחת האוויר מההשפעה היחידה טעונים בעצמם לעיתים קרובות מאוד (אך בעלי אנרגיה פחותה מהקרן הקוסמית של האב), אך הפיזיקה שמאחורי מקלחת האוויר מתחילה לצמוח בחשיבותם, במיוחד בתחום המחשוב.
נראה כי יצרנית המעבדים הממוחשבים של אינטל מהרהרת באותה שאלה. זה עתה פרסמו פטנט המפרט את תוכניותיהם אם קרן קוסמית תחדור לאווירה ותפגע באחד ממיקרו-השבבים העדינים שלהם. הבעיה תגיע כאשר המחשוב יתקדם כל כך עד שהשבבים הזעירים עלולים "להיכשל" כשמתרחש אירוע השפעה על קרן הקומיקס. אם תיפגע השביט חסר המזל על ידי קרן קוסמית, יתכן שיופעל קפיץ של זרם חשמלי על פני המעגל, וגורם לחישוב שגוי.
זה אולי נשמע די שפיר; אחרי הכל, מהי חישוב שגוי אחד במיליארדים? המדען הבכיר של אינטל, אריק חנה, מסביר:
“כל ההיגיון שלנו מבוסס על תשלום, כך שהוא מקבל הפרעה. […] יכול להיות שתורד בכביש המהיר [הכביש המהיר הגרמני] במהירות של 200 מיילים לשעה ופתאום לגלות שמערכת הבלימה נגד נעילה שלך לא עובדת כי הייתה אירוע קרני קוסמי. " - אריק חנה.
אחרי הכל, מחשבים נעשים קטנים יותר וזולים יותר, הם משמשים בכל מקום כולל מערכות קריטיות כמו מערכת הבלימה שתוארה על ידי חנה לעיל. מכיוון שהם כה קטנים, שבבים רבים נוספים יכולים להעסיק מחשבים, מה שמגדיל את הסיכון. כאשר מחשב מעבד בסיסי, עשוי לחוות אירוע קרני קוסמי אחד בלבד במספר שנים (וייצר שגיאת חישוב שלא הבחינה), מחשבי-על עם עשרות אלפי מעבדים עשויים לסבול 10-20 אירועי קרניים קוסמיות. בשבוע. מה שכן, בעתיד הקרוב אפילו למחשבים ניידים צנועים עשויים להיות כוח המחשוב של מחשב העל של ימינו; 10-20 שגיאות חישוב בשבוע לא יעבדו, היה סיכון גבוה מדי לאובדן נתונים, שחיתות תוכנה או כשל בחומרה.
תחנות חלל מסלוליות, לוויינים וחלליות בינלאומיות עולות גם הם בראש. טכנולוגיית החלל חובקת מחשוב מתקדם ככל שאתה מקבל כוח עיבוד רב בהרבה באריזה קטנה יותר, מה שמקטין משקל, גודל ועלות. מה קורה כאשר מתרחשת שגיאת חישוב כאשר קרן קוסמית פוגעת במעגלי לוויין? חישוב שגוי בודד יכול לאיית את גורלו של הלוויין. הייתי חושש לחשוב מה יכול לקרות למשימות מאוישות עתידיות לירח, מאדים ומעבר לה.
יש לקוות שהתכנית של אינטל עשויה להיות התשובה לבעיה המאיימת הזו. הם רוצים לייצר גשש אירועי קרניים קוסמיים שיגלה השפעה של קרניים קוסמיות ואז להורות למעבד לחשב מחדש את החישובים הקודמים מהנקודה שלפני שהקרן הקוסמית התרחשה. בדרך זו ניתן לטהר את השגיאה מהמערכת לפני שהיא הופכת לבעיה.
יתכנו כמובן קשיים טכניים רבים לפני שיפתח גלאי מהיר; למעשה אריק חנה מודה שיהיה קשה לומר מתי מכשיר כזה עשוי להפוך למציאות מעשית. בלי קשר, הבעיה זוהתה והמדענים עובדים על פיתרון, לפחות זו התחלה ...
מקור: BBC
