Jak se počítače stávají pokročilejšími, mikroprocesory uvnitř nich se zmenšují a spotřebovávají méně elektrického proudu. Ale i mocný superpočítač má Achillovou patu: zvýšená citlivost na rušení nabitých částic pocházejících z vaší kanceláře. Tyto vysoce energetické částice pocházejí z vesmíru a mohou způsobit, že kritický hardware chybně vypočítá, což může ohrozit životy.
Předvídat tento problém, výrobce mikročipů Intel začal hledat způsoby, jak zjistit, kdy sprcha nabitých částic může zasáhnout jejich čipy, takže když ano, výpočty mohou být znovu spuštěny, aby se odstranily případné chyby ...
Kosmické paprsky pocházejí z našeho Slunce, supernov a dalších neznámých kosmických zdrojů. Obvykle se jedná o velmi energetické protony, které se zipují prostorem blízkým rychlosti světla. Mohli by být tak mocní, že při dopadu na horní atmosféru Země bylo předpokládáno, že mohou vytvářet mikro černé díry. Tyto energetické částice mohou přirozeně způsobit nějaké poškození. Ve skutečnosti mohou být obrovskou bariérou cestování za bezpečností zemského magnetického pole (magnetosféra odvádí většinu kosmického záření, dokonce i astronauti na oběžné dráze Země jsou dobře stínění), zdraví astronautů bude během prodlouženého meziplanetárního letu vážně poškozeno.
Ale co na Zemi, kde jsme chráněni před plnou silou kosmických paprsků? Ačkoli malá část naší roční radiační dávky pochází z kosmického záření (zhruba 13%), mohou mít rozsáhlé účinky na velké objemy atmosféry. Jak se kosmické paprsky srazí s atmosférickými molekulami, vzniká kaskáda světelných částic. Toto je známé jako „vzduchová sprcha“. Miliardy částic ve vzduchové sprše z jediného nárazu jsou často velmi nabité (ale s menší energií než rodičovský kosmický paprsek), ale fyzika za vzduchovou sprchou začíná nabývat na významu, zejména v oblasti výpočetní techniky.
Zdá se, že výrobce počítačových mikroprocesorů Intel uvažoval o stejné otázce. Právě vydali patent, který podrobně popisuje jejich plány, pokud by kosmický paprsek pronikl do atmosféry a zasáhl jeden z jejich jemných mikročipů. Problém nastane, když se výpočetní technika stane tak pokročilou, že malé čipy se mohou „vynechat“, když dojde k události dopadu komiksového paprsku. Pokud je nešťastný čip zasažen kosmickým paprskem, může přes obvody vyvstávat špička elektrického proudu, což způsobí nesprávný výpočet.
Může to znít docela neškodně; Koneckonců, co je to jeden přepočet na miliardy? Vedoucí pracovník společnosti Intel Eric Hannah vysvětluje:
“Celá naše logika je založena na poplatku, takže dochází k rušení. […] Mohli byste jít po dálnici [Německá dálnice] rychlostí 200 mil za hodinu a najednou zjistíte, že váš protiblokovací brzdový systém nefunguje, protože došlo k události kosmického záření. “ - Eric Hannah.
Koneckonců, počítače jsou stále menší a levnější, používají se všude, včetně kritických systémů, jako je brzdový systém popsaný výše Hannah. Vzhledem k tomu, že jsou tak malé, může počítač zabírat mnohem více čipů, což zvyšuje riziko. Pokud základní, jeden procesorový počítač může zažít pouze jednu událost kosmického záření za několik let (což způsobuje chybu bez povšimnutí výpočtu), mohou superpočítače s desítkami tisíc procesorů utrpět 10 až 20 událostí kosmického záření za týden. A co víc, v blízké budoucnosti mohou mít i skromné osobní notebooky výpočetní výkon dnešního superpočítače; 10–20 výpočtových chyb týdně by nebylo proveditelné, hrozilo by příliš vysoké riziko ztráty dat, poškození softwaru nebo selhání hardwaru.
Rovněž přicházejí na mysl orbitální vesmírné stanice, satelity a meziplanetární kosmická loď. Vesmírná technologie zahrnuje pokročilou práci na počítači, protože v menším balení získáte mnohem větší výpočetní výkon, což snižuje hmotnost, velikost a náklady. Co se stane, když dojde k chybě výpočtu, když kosmický paprsek zasáhne obvody satelitu? Jediný nesprávný výpočet by mohl hláskovat osud satelitu. Bál bych se přemýšlet, co by se mohlo stát s budoucími misemi s posádkou na Měsíc, Mars a dále.
Doufáme, že plán společnosti Intel může být odpovědí na tento zlověstný problém. Chtějí vyrobit sledovač událostí kosmického záření, který by detekoval dopad kosmického paprsku, a poté instruují procesoru, aby přepočítal předchozí výpočty z bodu před dopadem kosmického paprsku. Tímto způsobem lze chybu odstranit ze systému dříve, než se stane problémem.
Před vyvinutím rychlého detektoru bude samozřejmě překonáno mnoho technických problémů; Eric Hannah ve skutečnosti připouští, že bude těžké říci, kdy se takové zařízení může stát skutečnou realitou. Bez ohledu na to byl problém identifikován a vědci pracují na řešení, alespoň je to začátek ...
Zdroj: BBC
