NASA: Neue Chips sollen 100-fache Rechenkapazität derzeitiger Raumfahrtcomputer bieten

[PCGH-Redaktion]

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Das Jet Propulsion Laboratory der NASA hat das Unternehmen Microchip Technology Inc. mit der Entwicklung eines neuen Prozessors beauftragt. Die NASA erhofft sich davon einen Chip, der mindestens die 100-fache Rechenkapazität aktueller Raumfahrtcomputer bieten kann.

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[Waupee]

Na das sollte wohl das kleinste Problem sein 30 Jahre alte Technik um das

100x zu steigern

Setzen die immer noch C64 Chips ein

 

[crackajack]

Was genau sind eig. die Kriterien die es so speziell machen, bzw was verhindert die Verwedung von Ryzen oder ARM oder sonstwas üblichen. Abschirmung wegen Strahlung, Vibration, G-Kräfte, ... ??? Der Auftrag klingt ja relativ mickrig sodass es für die Großen wohl unwichtig ist, aber wenn Leistung angestrebt wird, würd's doch einfacher sein einen Core2 oder sowas lizenziert weltraumtauglich zu machen?

 

[Alith Anar]

Na das sollte wohl das kleinste Problem sein 30 Jahre alte Technik um das

100x zu steigern

Setzen die immer noch C64 Chips ein

Im Prinzip : Ja

Habe mal was von Celereons der 1. Genereation und P3 s gelesen.
Aber aufgrund von kosmischer Strahlung, der zukünftigen Umgebung kann man halt nicht einen AMD / Intel von der Stange nehmen.

 

[RyzA]

Aber aufgrund von kosmischer Strahlung, der zukünftigen Umgebung kann man halt nicht einen AMD / Intel von der Stange nehmen.

Und was ist wenn man die einfach abschirmt?

 

[Olstyle]

Was genau sind eig. die Kriterien die es so speziell machen, bzw was verhindert die Verwedung von Ryzen oder ARM oder sonstwas üblichen. Abschirmung wegen Strahlung, Vibration, G-Kräfte, ... ???

Strahlung ist das große Thema. Vibration/Beschleunigung ist eher ein Problem für Lötstellen, nicht die CPU/MCU selbst.
Microchip scheint mir als ein Hersteller der dafür bekannt ist uralte Fertigungsprozesse immer weiter zu betreiben jedenfalls die richtige Adresse zu sein.
Naheliegend währe es die Technik der SAM Prozessoren(ARM Cortex) mit den Prozessen der immer noch gefertigten PIC und AVR zu kombinieren. Auf der Erde wäre das die reinste Silizium-Verschwendung, für die Raumfahrt wahrscheinlich sehr lohnenswert.

 

[chill_eule]

Da sträuben sich einem ja die NackenNerdhaare, wenn man dran denkt:

Nur alle 30 Jahre ein Upgrade?

Und was ist wenn man die einfach abschirmt?

"Einfach" lässt sich da nix abschirmen, und egal wie du eine Abschirmung vornimmst: Zuviel unnötiger Ballast.
Ich glaube im Weltall, bzw. beim Start dahin, zählt jedes Gramm.

Außerdem wird, wenn man die original Quelle liest, diese "CPU" auch extree(...)eeem auf Effizienz getrimmt, also ein weiterer Punkt, bei dem AMD und Intel wohl keine Chance haben gegen einen eigens für den Weltraumeinsatz designten Chip.

PS: Die Originalquelle gibt natürlich mal wieder weitaus mehr her, als diese "News".

 

[RyzA]

"Einfach" lässt sich da nix abschirmen, und egal wie du eine Abschirmung vornimmst: Zuviel unnötiger Ballast.
Ich glaube im Weltall, bzw. beim Start dahin, zählt jedes Gramm.

Naja, den Boardcomputer abzuschirmen kann ja nicht soviel Material kosten.

Außerdem wird, wenn man die original Quelle liest, diese "CPU" auch extree(...)eeem auf Effizienz getrimmt, also ein weiterer Punkt, bei dem AMD und Intel wohl keine Chance haben gegen einen eigens für den Weltraumeinsatz designten Chip.

Man könnte auch "mobile" CPUs nehmen. Die sind sehr effizient. Oder Apple M1.
Die sind auch um ein vielfaches leistungsfähiger als die alten NASA CPUs.

 

[Radus]

Naja, den Boardcomputer abzuschirmen kann ja nicht soviel Material kosten.

Man könnte auch "mobile" CPUs nehmen. Die sind sehr effizient. Oder Apple M1.
Die sind auch um ein vielfaches leistungsfähiger als die alten NASA CPUs.

Ich glaube, Du unterschätzt die Energie der Strahlung im All gewaltig; und was das für Mikroelektronik dort oben heißt. Schau da mal auf die Schichtdicken:

Halbwertsschicht – Wikipedia

de.wikipedia.org

HALBWERTsschicht(!) und die Energie der Strahlung im All fängt da an, wo die Tabelle aufhört (überspitzt formuliert).

Kosmische Strahlung – Physik-Schule

www.cosmos-indirekt.de

Auch die Temperaturunterschiede, die durchaus mehrere hundert Kelvin betragen können, sind zu berücksichtigen. Da kommt man mit normaler Consumer-Ware nicht wirklich weit.

Hier unten haben wir einen ziemlich dicken Schutzschild gegen Ionen/geladene Teilchen (Erdmagnetfeld) und hochenergetischer Strahlung -eine kilometerdicke(!) Atmosphäre. Gibt es -je nach Entfernung zur Erde- im All nicht mehr.

 

[Shutterfly]

Naja, den Boardcomputer abzuschirmen kann ja nicht soviel Material kosten.

Man könnte auch "mobile" CPUs nehmen. Die sind sehr effizient. Oder Apple M1.
Die sind auch um ein vielfaches leistungsfähiger als die alten NASA CPUs.

Doch, es ist schwer. Strahlung im Weltall ist ein großes Problem, wenn stets eine 100 %ige Korrektheit gefordert ist. Und darum geht es hier. Es sind Qualitätsansprüche, die weit über dem liegen, was man im Consumer-Markt erwarten würde.

Auch das Gewicht ist ein großes Thema. Wenn einen das Thema interessiert, dann schaut doch mal bei Wikipedia, dem Internet allgemein oder Fachliteratur vorbei, anstatt unqualifizierte Aussagen ala "man könnte mobile CPUs nehmen" zu treffen.

Klar könnte man das. Wenn dann am Ende im Weltall wegen Eruptionen die Technik versagt und Menschen drauf gehen, dann will ich das nicht verantworten, nur weil man so einen dummen Consumer-Chip verwendet hat, weil man es angeblich besser wusste.

 

[RyzA]

Auch die Temperaturunterschiede, die durchaus mehrere hundert Kelvin betragen können, sind zu berücksichtigen. Da kommt man mit normaler Consumer-Ware nicht wirklich weit.

Klar könnte man das. Wenn dann am Ende im Weltall wegen Eruptionen die Technik versagt und Menschen drauf gehen, dann will ich das nicht verantworten, nur weil man so einen dummen Consumer-Chip verwendet hat, weil man es angeblich besser wusste.

Naja, aber die 30 Jahre alte Hardware sind doch auch Consumer-Chips oder nicht?

 

[Radus]

Naja, aber die 30 Jahre alte Hardware sind doch auch Consumer-Chips oder nicht?

Meines Wissens nach sind das alles dedizierte Spezialchips, nichts von der Stange.

Lasse mich aber gerne eines besseren belehren, falls ich da falsch liegen sollte.

 

[Shutterfly]

Naja, aber die 30 Jahre alte Hardware sind doch auch Consumer-Chips oder nicht?

Die CPUs sind vieles aber definitiv nicht Consumer:

Ch4-3

(Offizielle Quelle der NASA mit ein paar Detailinfos)

IBM System/4 Pi - Wikipedia

en.wikipedia.org

PS: Die deutsche Wikipedia-Seite enthält noch mehr Detailinfos.

 

[T-MAXX]

30 Jahre alte Technik..
Setzen die immer noch C64 Chips ein

Der C64 ist aus den 80er und daher älter. Vom Alter her kommt eher der Amiga 1200 in Frage, denn der wird dieses Jahr im Dezember 30 Jahre alt.

30 Jahre alte Technik ist robust und weniger störanfällig,..

 

[RyzA]

Die CPUs sind vieles aber definitiv nicht Consumer:

Ch4-3

(Offizielle Quelle der NASA mit ein paar Detailinfos)

IBM System/4 Pi - Wikipedia

en.wikipedia.org

PS: Die deutsche Wikipedia-Seite enthält noch mehr Detailinfos.

Ok danke für die Infos. Also ist das nur Quatscherei mit dem C-64 usw?

 

[Shutterfly]

Ok danke für die Infos. Also ist das nur Quatscherei mit dem C-64 usw?

Ich weiß nicht, ob irgendwann irgendwo mal solche Hardware genutzt wurde, jedoch werden seit den 60er Jahren die 101er verwendet.

Ich hab nun keine Lust die C64-Aussage zu verifizieren aber ich habe mal von einer C64-Version gehört, wenn bei unbemannten Missionen genutzt wird, d.h. Teleskope. Hier wurden die Chips aber wieder auf die entsprechenden Situationen angepasst. Das ist jedoch von mir nicht verifiziert und daher nur "Hören-Sagen". Beim Beisein von Menschen wurde meines Wissens nie ein C64 genutzt, zumindest nicht für kritische Systeme.

 

[ric84]

Hinzu kommt die Abwärme, die die Chips produzieren. "Da oben" kannst nicht mal eben einen Noctua drauf zimmern und die Luft weg pusten, weil, welche Luft? Dementsprechend darf der Chip auch nicht großartig Abwärme produzieren und vor allem Energie verbrauchen.

Hier mal ein Auszug von Bernd Leitenberger und seiner Webseite (LINK) zum Thema Raumfahrt, sehr interessant:

​

Unterschiede in den Anforderungen​

Nicht jeder kommerziell erhältliche Mikroprozessor eignet sich auch für Raumfahrzeuge. Neben "Normalen" Leistungsdaten wie Befehlssatz, verfügbare I/O Ports, Geschwindigkeit, die auch auf der Erde wichtig sind, sind einige Faktoren für den Weltraumeinsatz sehr wichtig:

• Strahlungstoleranz: Im Weltraum sind Computersysteme einem mehrfachen der für einen Menschen tödlichen Strahlung ausgesetzt. Die meisten Computer für den Weltraumeinsatz sind für eine Gesamtdosis von über 100 kRAD ausgelegt. Für einen Menschen sind schon etwa 1 kRAD tödlich. (Die tödliche Dosis hängt vor allem von der Art der Strahlung ab).
• Lüfterloser Betrieb: Im Vakuum funktioniert weder die Kühlung mit einem Ventilator noch mit einem Kühlkörper, mangels Luft. Ohne Luft muss die Wärme alleine durch Strahlung abgegeben werden. Diese Wärmeabgabe ist sehr ineffektiv verglichen mit der Wärmeleitung oder Konvektion (angewandt bei Lüftern oder Kühlkörpern). Bei moderneren Prozessoren wurde daher meist die Taktfrequenz gegenüber kommerziellen Verwandten gesenkt, um eine Kühlung alleine durch Strahlung zu ermöglichen.
• Toleranz gegenüber Temperatur und Spannungsschwankungen: Auch wenn Raumsonden normalerweise klimatisiert werden, kann es doch Probleme geben, so verlor die Raumsonde SOHO die Lagekontrolle und fror ein. Wenn nun die Bordelektronik nicht mehr angesprochen werden kann, so ist die Sonde verloren. Hier orientiert sich die Raumfahrt oft an den härteren Spezifikationen des Militärs. Früher gab es von fast allen Mikroprozessoren eine spezielle Version für das Militär. Nachdem dieser Markt heute nicht mehr die Bedeutung hat, die er früher hatte, gibt es heute weitaus weniger Prozessoren die für extreme Temperatur- und Spannungsschwankungen ausgelegt sind.

 

[Axel12]

Ein Intel® Core™ i9-12900F Prozessor, müsste
doch reichen?

 

[Tolotos66]

Und nicht zu vergessen, müssen alle (sic!) Systeme in mehrfacher Redundanz vorhanden sein
Coronaausbrüche, Sonneneruptionen > Grillware
Evt. fällt sogar noch bei so einer Entwicklung ins Gewicht, inwieweit es der Besatzung ermöglicht werden soll, selbst Reparaturen durchführen zu können.
Gruß T.

 

[Rollora]

Ein Intel® Core™ i9-12900F Prozessor, müsste
doch reichen?

nein, das geht nicht. Stichwort "Radiation hardening"
Der genannte Prozessor wär außerdem eher 10000x schneller

Im Prinzip : Ja

Habe mal was von Celereons der 1. Genereation und P3 s gelesen.
Aber aufgrund von kosmischer Strahlung, der zukünftigen Umgebung kann man halt nicht einen AMD / Intel von der Stange nehmen.

genau, s oben