När datorerna blir mer avancerade krymper mikroprocessorerna inuti dem i storlek och använder mindre elektrisk ström. Men till och med den mäktiga superdatorn har sin Achilles-häl: en ökad känslighet för störningar från laddade partiklar som kommer utanför ditt kontor. Dessa mycket energiska partiklar kommer från rymden och kan orsaka kritisk hårdvara för att räkna ut felaktigt och riskera liv.
Förutsåg detta problem har mikrochiptillverkaren Intel börjat hitta sätt att upptäcka när en dusch med laddade partiklar kan träffa sina chips, så när de gör det kan beräkningar köras om för att stryka eventuella fel ...
Kosmiska strålar härrör från vår sol, supernovaer och andra okända kosmiska källor. De är vanligtvis mycket energiska protoner som glider genom rymden nära ljusets hastighet. De kan vara så kraftfulla att de påverkas av jordens övre atmosfär och har postulerats att de kan skapa mikrosvarta hål. Naturligtvis kan dessa energiska partiklar orsaka viss skada. I själva verket kan de vara en enorm barriär för att resa bortom säkerheten för jordens magnetfält (magnetosfären avleder den mest kosmiska strålningen, även astronauter i jordbana är väl skärmade), astronauternas hälsa kommer att skadas allvarligt under långvarig interplanetär flykt.
Men vad sägs om på jorden, där vi är skyddade från den fulla kraften av kosmiska strålar? Även om en liten del av vår årliga strålningsdos kommer från kosmiska strålar (ungefär 13%), kan de ha omfattande effekter över stora volymer av atmosfären. När kosmiska strålar kolliderar med atmosfäriska molekyler produceras en kaskad av ljuspartiklar. Detta är känt som en "luftdusch". Miljarder av partiklar i luftruschen från en enda påverkan är ofta mycket laddade själva (men av mindre energi än den föräldra kosmiska strålen), men fysiken bakom luftsduschen börjar växa i betydelse, särskilt i beräkningsområdet.
Det verkar som om datormikroprocessortillverkaren Intel har funderat över samma fråga. De har just släppt ett patent som beskriver sina planer om en kosmisk stråle tränger in i atmosfären och träffar en av deras känsliga mikrochips. Problemet kommer när databehandlingen blir så avancerad att de små chips kan "misslyckas" när en komisk strålehändelse inträffar. Om det oturliga chipet drabbas av en kosmisk stråle kan en spets av elektrisk ström utövas över kretsarna, vilket kan orsaka en felberäkning.
Det här låter kanske ganska godartat; trots allt, vad är en felberäkning i miljarder? Intels seniorforskare Eric Hannah förklarar:
“All vår logik är baserad på laddning, så den får störningar. […] Du kan gå ner på motorvägen [Tysk motorväg] 200 mil i timmen och plötsligt upptäcker att ditt låsande bromssystem inte fungerar eftersom det hade en kosmisk strålhändelse”. - Eric Hannah.
När allt kommer omkring blir datorer mindre och billigare, de används överallt inklusive kritiska system som bromssystemet som beskrivs av Hannah ovan. Eftersom de är så små kan många fler chips ockupera datorer, vilket ökar risken. Där en grundläggande, en processordator bara kan uppleva en kosmisk strålhändelse på flera år (producerar ett obemärkt beräkningsfel), kan superdatorer med tiotusentals processorer drabbas av 10-20 kosmiska strålhändelser per vecka. Dessutom kan även ödmjuka personliga bärbara datorer i den närmaste framtiden ha datorkraft för dagens superdator; 10-20 beräkningsfel per vecka skulle vara obearbetbara, det skulle vara för hög risk för dataförlust, programvarukorruption eller maskinvarufel.
Orbital rymdstationer, satelliter och interplanetära rymdskepp kommer också att tänka på. Rymdteknologi omfattar avancerad databehandling när du får mycket mer processorkraft i ett mindre paket, vilket minskar vikt, storlek och kostnad. Vad händer när ett beräkningsfel uppstår när en kosmisk stråle träffar en satellitkrets? En enda felberäkning kan stava satellitens öde. Jag skulle vara rädd för att tänka vad som kan hända med framtida bemannade uppdrag till månen, Mars och därefter.
Det hoppas att Intels plan kan vara svaret på detta olycksbådande problem. De vill tillverka en kosmisk strålhändelsespårare som skulle upptäcka en kosmisk stråleffekt och sedan instruera processorn att beräkna de tidigare beräkningarna från punkten innan den kosmiska strålen slog till. På så sätt kan felet rensas från systemet innan det blir ett problem.
Det kommer naturligtvis att finnas många tekniska svårigheter att övervinna innan en snabbdetektor utvecklas; verkligen erkänner Eric Hannah att det kommer att vara svårt att säga när en sådan enhet kan bli en praktisk verklighet. Hur som helst har problemet identifierats och forskare arbetar med en lösning, åtminstone är det en början ...
Källa: BBC
