Nasa Rover Perseverance: Mit 200-MHz-CPU zum Mars

PCGH-Redaktion

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Für die aktuelle Nasa-Mission auf dem Mars nutzt der Rover Perseverance einen Bordcomputer mit einer CPU mit nur 200 MHz. Allerdings muss der Computer unter Extrembedingungen arbeiten.

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ΔΣΛ

PCGH-Community-Veteran(in)
Es ist echt interessant zu erfahren welche Technik die Weltraumforscher nutzen, vielen Dank für diese Infos :daumen:
Schade das die Proben erst in Zehn Jahren zurück zur Erde geschickt werden, erst hier werden die Proben genau untersucht.
Man kann ruhig mehr Infos über das Betriebssystem und die Hardware bringen, beziehungsweise genauere Daten.
 

Pitzah

Freizeitschrauber(in)
Wow bei dem was der Rover alles kann, ist das erstaunlich wenig Leistung.
Ein dutzend Kameras, Anaylsegeräte, Sensoren, Funk, Fortbewegung usw. usw.

Ich vermute mal der Computer steckt in einer Box die vor Strahlung schützt und abschirmt. Plus die spezielle Herstellung ansich.
 
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Gamer090

PCGH-Community-Veteran(in)
200Mhz klingt mega Wenig, aber wenn die Leistung für alles reicht, warum nicht. Wie im Artikel schon geschrieben, im All herschen andere Temperaturen als auf der Erde. :)
 

Steffmann45

Schraubenverwechsler(in)
Alles was dort an hardware verbaut wurde, ist HRoT. Das muss man nicht googlen, dass heisst nichts anderes wie dedizierte Fehlerkorrektur. So wird bei der NASA schon seit Anfang der 70er verfahren. Dedizierte Hardware ist wichtig, weil man auf diese Weise sicherstellt, dass die Hardware wirklich nur die Aufgaben erfüllt, für die sie gebaut wurde. Consumer-Prozessoren z.B. haben die Neigung, sich um alles zu kümmern. Habt ihr alle schon erlebt, wenn das System kurz lagt.
 

PCGH_Torsten

Redaktion
Teammitglied
Wow bei dem was der Rover alles kann, ist das erstaunlich wenig Leistung.
Ein dutzend Kameras, Anaylsegeräte, Sensoren, Funk, Fortbewegung usw. usw.

Da sieht man mal, was ohne Touch-Erkennung, Online-Kopierschutzanbindung, Javascript, fluent responsive design und Chrome-Engine so alles möglich ist! :-)

Man sollte die Aufgaben des zentralen Computers aber auch nicht überschätzen. Normalerweise sind Missionen modular aufgebaut, jedes Messgerät hat also noch einmal eigene Hardware. Der Zentralcomputer wird nur für die Fortbewegung und die reine Datenübertragung zuständig sein. Letztere ist bei der enormen Entfernung sowieso sehr langsam und erstere Betrug bei Curiosity wenger als einen Zentimeter pro Sekunde bei typischer Fahrgeschwindigkeit. Die Entscheidung über Bewegungen wurde zudem im Stand getroffen, bezogen auf die gesamte Einsatzdauer hat sich Curiosity 0,2 mm (also eine wortwörtliche Haaresbreite) pro Minute vom Fleck bewegt. Da sind natürlich auch die langen Ruhephasen ganz ohne Bewegung dabei, aber schnelle Berechnungen wird auch Preseverance nicht durchführen müssen.

Als jemand aus dem letzten Jahrtausend möchte ich übrigens anmerken, dass man schon dutzende Fahrzeuge in C&C Red Alert durch die Landschaft rollen lassen konnte oder die Polizei in Need for Speed Hot Pursuit den Spieler erfolgreich abgedrängt und gestoppt hat, als die Rechenleistung eines PowerMac G3 noch nicht einmal verfügbar, geschweige denn bezahlbar war. Es gab schon Weltraummissionen, die mit einem Bruchteil der CPU-Fähigkeiten ein Vielfaches vollbracht haben. (Und damit meine ich nicht die Mondlandung, bei der im wesentlichen Menschen nach von Großcomputern vorberechneten Vorschlägen gesteuert haben, sondern zum Beispiel den vollautomatisierten Buran-Flug.)
 
Zuletzt bearbeitet:

Rollora

Kokü-Junkie (m/w)
Es ist echt interessant zu erfahren welche Technik die Weltraumforscher nutzen, vielen Dank für diese Infos :daumen:
Schade das die Proben erst in Zehn Jahren zurück zur Erde geschickt werden, erst hier werden die Proben genau untersucht.
Man kann ruhig mehr Infos über das Betriebssystem und die Hardware bringen, beziehungsweise genauere Daten.
Man findet eine gute Anzahl an Artikel und auch eine ausnahmsweise brauchbare Wiki, wenn man den Begriff Radiation Hardening sucht (hier mal als Ausgangspunkt der Wiki-Artikel https://en.wikipedia.org/wiki/Radiation_hardening ).
Kurzum sind das mehrere Methoden, die dazu verwendet werden, dass die CPUs weniger strahlenempfindlich wird. Das betrifft auch den Prozess und die Transistordichte, weshalb die CPU so niedrig taktet
Hier, vielleicht auch interessant, erklärts ganz gut: https://phoenixwi.com/materials-testing/radiation-hardening/

Was die Rechenleistung betrifft, sind 200 MHZ eigentlich sehr viel. Klar, wir denken an unsere modernen Spielemaschinen, und sagen "LEL YOLO" oder so. Aber im Jahr 1997 konnte man mit 200 mhz und 64 MB RAM alles machen. Einfach alles. Das OS (W95B bzw MacOS, Warp2 usw) lief superflott, wer surfen wollte konnte dies. Spiele spielen, Bildbearbeitung, sogar Videobearbeitung- lief.
Heute braucht ein OS mehr, es laufen auch viel mehr Hintergrundprozesse. Aber der Rover brauch das alles nicht. Er braucht keine Firewall, keinen Antivirus, keine Sicherheitssoftware die vor fremden Übergriffen schützt (bzw nur sehr einfache). Und wenn msn all das nicht hat, hat man eine sehr flotte CPU
 
Zuletzt bearbeitet:

Acgira

Software-Overclocker(in)
Ganz auf den Bedarf zugeschnitten, ohne Überflüssige Features wie beim typischen HomePC. Hab nichts anderes erwartet. Wären aber Menschen zum Mars gefahren, hätte sicher einer versucht einen Spiele tauglichen Laptop mitzunehmen.
 
Zuletzt bearbeitet:

wuselsurfer

Kokü-Junkie (m/w)
Was die Rechenleistung betrifft, sind 200 MHZ eigentlich sehr viel. Klar, wir denken an unsere modernen Spielemaschinen, und sagen "LEL YOLO" oder so. Aber im Jahr 1997 konnte man mit 200 mhz und 64 MB RAM alles machen. Einfach alles.
Richtig.
Es ist erstaunlich, mit welcher Rechenkrücke Unreal lief (133MHz Cyrix-CPU und ein bißchen RAM, Voodoo 3 mit 12MByte VRAM).

Die ersten Rechner liefen in der Saturn im Rechner-Ringmodul
vom IBM.

Bei den Mondmissionen wurde das AGC (Navigationscomputer aus 4100 ICs, RTL-Logik) zusammen mit einer Display-Keyboardeinheit verwandt:

Die Rechenleistung war so hoch, wie ein besserer Taschenrechner (2MHz Taktrate).
Der Speicher bestand aus Ringkernen und das Echtzeitbetriebssystem (Assembler) konnte sieben Prozesse in nichtpräemptiven Multitasking bearbeiten.

Mit dem Ding sind die Amis auf dem Mond gelandet.
Wobei 7s vor der Landung die Kiste abgeschmiert ist und Armstrong die Eagle butterweich per Hand abgesetzt hat, kurz bevor der Treibstoff alle war.

Die Voyager Sonden sind ähnlich gebaut und senden heute noch Daten aus 22 Mrd. km Entfernung nach fast 45 Jahren.
 

AlphaMale

Software-Overclocker(in)
Ja, die Hardware muss schon wirklich sehr speziell sein, enorme Umgebungen verkraften..
Interessant fand ich neulich eine Doku auf Arte uber die Voyager Mission. Kurz, bevor die Sonde in die Rakete" eingetütet werden sollte, stellte mal nach Tests fest, das diese durch die Nähe zu Saturn und Jupiter enormer statischer Elektrizität ausgesetzt wäre..man hat das ganz pragmatisch gelöst..einer ist losgefahren..und hat die Läden in der Umgebung abgeklappert..und endlose Meterbahnen an Alufolie aufgekauft. Damit haben die dann die empfindlichsten Teile eingepackt.😁
 

Incredible Alk

Moderator
Teammitglied
Wow bei dem was der Rover alles kann, ist das erstaunlich wenig Leistung.
Übliche Endkundengeräte auf unserem Heimatplaneten verbrauchen ja auch 90+% ihrer Rechenleistung dafür, besonders komfortabel/hübsch/praktisch/idiotensicher/etc. zu sein... wenn das alles wegfällt weil der Bediener genau weiß was er tut und das Gerät wirklich nur noch das berechnen muss was zwingend notwendig ist dann sind 200 MHz nicht nur locker ausreichend sondern auch irre schnell.

Der Rover muss ja um ein Bild zu senden nicht nen fetten Touchscreen ansteuern, 500 MB Bloatware laden, Betriebssysteme und Programme mit 23456 Funktionen beinhalten, intelligente Entrauscher/Wackler/Korrigierer/Encodierer/wasweißichalles aufs Bild werfen sondern einfach nur eine Befehlszeile seiner Routine oder seines Bedieners interpretieren, jede Zelle seines CCD-Sensors ein mal auslesen, den Wert in den RAM schreiben und die Werte danach 1:1 wegfunken.
Das ist natürlich zu vereinfacht/überspitzt ausgedrückt aber soll verdeutlichen, dass die eigentlichen Kernfunktionen die so viele Hightech-Geräte wie etwa Smartphones heute erfüllen nur ein winziger Bruchteil von dem sind was die Teile so machen. Lässt man alles weg was unnötig ist sobald der Benutzer auf rootebene exakt weiß was er tut bleibt nicht viel übrig. Und das, was dann noch übrig ist kann man auch noch maximal effizient programmieren.
 

-Kerby-

Software-Overclocker(in)
Stimme voll zu dem letzten Beitrag.
Ich arbeite relativ viel mit Arduinos. Da reden wir beim Uno mit Atmega328 von 16 MHz.

Schaut euch einfach auf Youtube an, was man mit so einem kleinen Mikrocontroller alles anstellen kann.
 

fotoman

Volt-Modder(in)
Wie lange soll die Batterie halten?
Sowohl in Curiosity
wie auch in Perseverance
soll der Generator wohl 14 Jahre halten. Wobei dann die Leistung von 110 W auf 100 W abgesunken ist/sein soll. Wie lange die Akkus durchhalten, wird sich zeigen.

Schaut euch einfach auf Youtube an, was man mit so einem kleinen Mikrocontroller alles anstellen kann.
Da schaue ich mir lieber meinen immer noch gerne genutzten Sharp PC-1360 an, der mit 768 KHz nicht nur damals in der Schule gute Dienste geleistet hat.
 
N

NatokWa

Guest
Wenn man bei dem ganzen bedenkt was damals ein C64 mit seinem ~1Mhz schnellen 8BIt-Chip und den lächerlichen 64KB RAM geschafft hat .....
Heutzutage fragt man sich gerne mal so zwischendurch wie das funktioniert hat da teile echt riesige und komplexe Level mit verdammt abwechslungsreicher Grafik hinzukriegen bei nur 64KB Speicher während heutzutage schon das Hintergrundbild vom Desktop mehrere Megabyte groß ist und Spiele in die 100'erter Gigabyte gehen ...... Damals wusten die Programierer noch (und musten es auch wissen) wie man vernünftig und effizient programmiert, heutzutage wird einfach nur noch zusammen geschmissen da ja eh genug Rohleistung+Speicherplatz vorhanden ist ......
 

JTRch

Software-Overclocker(in)
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