百万价格CPU速度相当\"486\"西瓜视频揭秘宇航级芯片到底有何不合_火箭_冗余

我们知道宇宙中存在很多高能辐射射线，在高能粒子的轰击下，处理器会涌现各种各样的毛病。

"比方说氧化层电荷陷阱，泄电流增加，双极晶体管的增益衰减，电路节点的逻辑状态翻转等等，完备听不懂是吧？我也差不多，不过这无关紧要，你只须要记住原来闭幕者的大脑也跟我们一样怕辐射。
" 西瓜视频创作人阐明到。

西瓜视频举了一个普通易懂的例子，大家都知道数据在CPU面前都因此"010101"的二进制来事情的，当高能粒子击中之后，可能会造成的一种情形便是电路节点的逻辑状态翻转，把它说大略一点，原来某个位置上可能明明是1，但撞完之后就变成0了，原来的状态也便是以而翻转了，这将带来若何的后果呢？ 把这种结果输入到火箭的飞控系统里面，就等着火箭放烟花给你看。

（图片来自网络侵删）

现实中就有这样的实例，1996年阿丽亚娜5号火箭首飞时，便是由于软件系统缺点地将一个64位的数字放进了一个16位的地址里面，从而导致原来的数字被裁切成了几截，并变成了其余一个完备不同的数值。
于是火箭认为自己飞出的方向溘然改变，姿态想要重新调度过来，但由于空气应力过大，直接就炸开了花。
以是看起来航天打算机系统怎么保护都不为过。

那么是不是只要在普通的打算机系统表面加上厚厚的铅板就可以了呢？

答案是：没那么大略。

抗辐射加固技能

运用在航天芯片上面的技能叫做"抗辐射加固技能"，它是个繁芜的系统工程，须要从材料设计、系统设计、构造设计、电路设计、器件设计、风格设计、软件设计等多方面入手来进行，在此不展开来说，就说现在最前辈的抗辐射加固芯片是什么样的，然后再看看我们国家自己的产品到了哪个阶段。

当我们已经利用4核、8核心处理器的时候，最前辈的卫星和探测器上，依然还勾留在利用单核的年代，当然听说多核也涌现了，但估计是太新，还很难查到数据。

"好奇号"火星探测车上面的大脑便是一颗每秒只能运行2.6亿次指令集的RAD750 CPU，它堪称是当现代界上最前辈的抗辐射加固的CPU了。

1996年发布的英特尔高能奔驰处理器的运算速率就已经能够碾压它了，而且它实在也没有比更古董的486快多少。
或许你乃至连听都没有听说过，刚才说的这两款CPU，虽然速率只能够玩扫雷游戏，但价格却高到能在一线城市买套房，这种巨大的反差正好是工程师们为了换取安全性而不得不做出的捐躯。

好在常日现在的火箭和卫星也没有太多花哨的操作，只要虔诚的做代码实行好就可以了，这个速率基本够用。

我国航空芯片发展

早期我们会仿造一些国外的前辈芯片，用在遥感和气象卫星上，逐步的我们会基于开源代码来修正设计自己的芯片，然后把它装到"玉兔"上，性能跟欧洲的产品已经不相上下。

现在我们自主设计的宇航级CPU，比如"龙芯"1E和1F的运算速率已经比较靠近装到"好奇号"上的那片CPU了，但价格却只要几万块，未来我们势必还会在这条路上不断的打破，目标直指冲破西方的垄断。

耐辐射冗余设计

最近发射的Space X就没有走上面的路子，加固后的芯片太贵，超出了埃隆马斯克的本钱预算，估计他嫌这么慢的CPU，无法带动"龙飞船"上的触摸屏吧。

"猎鹰9号"每台发动机配了3颗CPU，9台发送机便是27颗，再加上翱翔掌握的3颗，一共是30颗CPU在里面。
"龙飞船"飞空系统有3颗，别的18个别系又是每个别系3颗。
利用这么多CPU那么造价得有多高？

"实在他利用的是普通的民用CPU，然后靠算法和架构取胜，我们之前讲过冗余设计的思路是怎么贯穿的，火箭和飞船的那些多出来的为了预防万一的引擎，同样在处理器的设置上利用的也是冗余设计，针对每一个别系工程师都用到了三颗多核CPU，但每颗的每个核心同时只做一个运算，然后将运算结果拿出来比对，如果同等则向下实行，如果某一个由于可能是受辐射的缘故原由，而与其他几个的结果不同的话，那么就会急速重启，然后再做一次运算，直到交叉验证结果完备同等，再往下走。
最牛的是哪怕三个都遭到了辐射的打击是被系统都还是可以把它给纠正过来" 西瓜视频创作人阐明道。

将普通CPU做冗余系统和耐辐射设计，便是马斯克"龙飞船"的法宝，除了更便宜以外，也能更方便的找到为火箭写代码的精良程序员，毕竟高手在民间。

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标签：设计火箭