Komputer EAFTC dalam sasis penerbangan siap-ruang. Kredit gambar: NASA / Honeywell. klik untuk memperbesar
Sayangnya, radiasi yang menembus ruang dapat memicu gangguan semacam itu. Ketika partikel berkecepatan tinggi, seperti sinar kosmik, bertabrakan dengan sirkuit mikroskopis dari chip komputer, mereka dapat menyebabkan chip membuat kesalahan. Jika kesalahan itu membuat pesawat ruang angkasa terbang ke arah yang salah atau mengganggu sistem pendukung kehidupan, itu bisa menjadi berita buruk.
Untuk memastikan keamanan, sebagian besar misi luar angkasa menggunakan chip komputer yang dikeraskan. Chip “Rad-hard” tidak seperti chip biasa dalam banyak hal. Misalnya, mereka mengandung transistor tambahan yang membutuhkan lebih banyak energi untuk menghidupkan dan mematikan. Sinar kosmik tidak dapat memicu mereka dengan mudah. Chip Rad-hard terus melakukan perhitungan akurat ketika chip biasa mungkin "glitch."
NASA mengandalkan hampir secara eksklusif pada chip yang ekstra tahan lama ini untuk membuat komputer layak digunakan. Tetapi chip yang dibuat khusus ini memiliki beberapa kelemahan: Mereka mahal, haus daya, dan lambat - sebanyak 10 kali lebih lambat dari CPU yang setara di PC desktop konsumen modern.
Dengan NASA mengirim orang kembali ke bulan dan ke Mars - lihat Visi untuk Penjelajahan Luar Angkasa - para perencana misi akan dengan senang hati memberi pesawat ruang angkasa mereka komputasi tenaga kuda yang lebih besar.
Memiliki daya komputasi yang lebih besar, akan membantu pesawat ruang angkasa menghemat salah satu sumber daya mereka yang paling terbatas: bandwidth. Bandwidth yang tersedia untuk mengirimkan data kembali ke Bumi sering menjadi hambatan, dengan kecepatan transmisi bahkan lebih lambat dari modem dial-up lama. Jika bertumpuk-tumpuk data mentah yang dikumpulkan oleh sensor pesawat ruang angkasa bisa "berderak" di atas pesawat, para ilmuwan dapat mengembalikan hanya hasilnya, yang akan memakan banyak bandwidth lebih sedikit.
Di permukaan bulan atau Mars, penjelajah dapat menggunakan komputer cepat untuk menganalisis data mereka segera setelah mengumpulkannya, dengan cepat mengidentifikasi bidang-bidang yang memiliki minat ilmiah tinggi dan mungkin mengumpulkan lebih banyak data sebelum peluang yang lewat berlalu begitu saja. Rovers juga akan mendapat manfaat dari kecerdasan ekstra dari CPU modern.
Menggunakan chip Pentium dan PowerPC yang sama murah dan kuat yang ditemukan pada PC konsumen akan sangat membantu, tetapi untuk melakukannya, masalah kesalahan yang disebabkan radiasi harus dipecahkan.
Di sinilah proyek NASA yang disebut Lingkungan-Adaptive Fault-Tolerant Computing (EAFTC) masuk. Para peneliti yang bekerja pada proyek ini bereksperimen dengan cara-cara untuk menggunakan CPU konsumen dalam misi luar angkasa. Mereka khususnya tertarik pada "gangguan peristiwa tunggal", jenis gangguan paling umum yang disebabkan oleh partikel radiasi tunggal yang mengalir ke keripik.
Anggota tim Raphael Beberapa JPL menjelaskan: “Salah satu cara untuk menggunakan CPU konsumen yang lebih cepat di ruang angkasa adalah dengan hanya memiliki CPU tiga kali lebih banyak dari yang Anda butuhkan: Ketiga CPU melakukan perhitungan yang sama dan memilih hasilnya. Jika salah satu CPU membuat kesalahan yang disebabkan radiasi, dua lainnya masih akan setuju, sehingga memenangkan suara dan memberikan hasil yang benar. "
Ini berfungsi, tetapi seringkali berlebihan, menyia-nyiakan listrik dan daya komputasi yang berharga untuk perhitungan pemeriksaan tiga kali lipat yang tidak kritis.
"Untuk melakukan ini lebih cerdas dan lebih efisien, kami sedang mengembangkan perangkat lunak yang mempertimbangkan pentingnya perhitungan," lanjut Some. “Jika ini sangat penting, seperti navigasi, ketiga CPU harus memilih. Jika kurang penting, seperti mengukur susunan kimiawi sebuah batu, hanya satu atau dua CPU yang mungkin terlibat. "
Ini hanya salah satu dari puluhan teknik koreksi kesalahan yang EAFTC tarik bersama menjadi satu paket. Hasilnya adalah efisiensi yang jauh lebih baik: Tanpa perangkat lunak EAFTC, komputer berbasiskan pada CPU konsumen membutuhkan redundansi 100-200% untuk melindungi dari kesalahan yang disebabkan radiasi. (100% redundansi berarti 2 CPU; 200% berarti 3 CPU.) Dengan EAFTC, hanya 15-20% redundansi yang diperlukan untuk tingkat perlindungan yang sama. Semua waktu CPU yang disimpan itu dapat digunakan secara produktif.
"EAFTC tidak akan menggantikan CPU rad-hard," memperingatkan Beberapa. "Beberapa tugas, seperti bantuan hidup, sangat penting sehingga kami selalu ingin chip yang mengeraskan radiasi untuk menjalankannya." Tetapi, pada saatnya nanti, algoritma EAFTC mungkin mengambil sebagian dari pemrosesan data dari chip tersebut, membuat daya komputer yang jauh lebih besar tersedia untuk misi di masa depan.
Tes pertama EAFTC adalah menggunakan satelit yang disebut Space Technology 8 (ST-8). Sebagai bagian dari Program Milenium Baru NASA, ST-8 akan melakukan uji terbang teknologi ruang eksperimental baru seperti EAFTC, sehingga memungkinkan untuk menggunakannya dalam misi masa depan dengan keyakinan yang lebih besar.
Satelit, yang dijadwalkan untuk peluncuran 2009, akan menyusuri sabuk radiasi Van Allen selama masing-masing orbit elipsnya, menguji EAFTC dalam lingkungan radiasi tinggi ini mirip dengan angkasa luar.
Jika semuanya berjalan dengan baik, wahana penjelajah ruang angkasa yang melintasi sistem tata surya mungkin akan segera menggunakan chip yang sama persis yang ditemukan di PC desktop Anda - hanya tanpa gangguan.
Sumber Asli: Rilis Berita NASA
