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【スペック】宇宙に「低スペックなCPU」しか持って行けない理由とは?[11/13]
- 1 :2019/11/14 〜 最終レス :2020/01/26
- 2019年11月13日 21時00分
https://gigazine.net/news/20191113-more-computing-power-into-space/
https://i.gzn.jp/img/2019/11/13/more-computing-power-into-space/00.jpg
火星の調査を継続している探査用ローバーのキュリオシティに搭載されたCPUのスペックはたった200MHzと、今日のスマートフォンよりもはるかに低スペック。その理由について、ポーランドの科学系ライターJacek Krywko氏が「宇宙ではハイスペックのCPUは壊れてしまう」と説明しています。
Space-grade CPUs: How do you send more computing power into space? | Ars Technica
https://arstechnica.com/science/2019/11/space-grade-cpus-how-do-you-send-more-computing-power-into-space/
真空・振動・極端な低温や高温など、宇宙にはCPUを破壊しうる現象がさまざま存在します。しかし、近年に入るまで見落とされてきた問題が、「銀河宇宙線」と呼ばれる宇宙空間を飛び交う放射線。放射線がCPUに衝突すると電圧が生成され、保存されたビットが反転する「Single Event Upset(SEU)」という現象が発生しCPUが壊れてしまう可能性があります。
SEUは高性能なCPUにとって特に問題です。プロセスルールの改善やクロックレートの向上によって、CPUの動作電圧は年々低下しています。それゆえ、放射線が衝突したときに発生するわずかな電圧の変化でも、CPUは大きな影響を受けるようになりました。
Krywko氏によると、一昔前は放射線の影響を受けにくいサファイアやヒ化ガリウムでできた半導体チップを特注することによって銀河宇宙線の問題を回避していました。しかし近年半導体を製造するコスト自体が増加し、特注の半導体チップを製造することは困難になったとのこと。
現代の宇宙用CPUは材料ではなく「システム上の工夫」によって銀河宇宙線の問題に対処しているそうです。システム上の工夫の代表的なものが、「トリプルモジュラー冗長性」という仕組み。トリプルモジュラー冗長性を備えたCPUは、情報を単一のチップではなく3つのチップに保存し、情報を読み取る場合は3つのチップに保存された情報を検証して、「2つ以上のチップに保存されている情報」を出力します。ただし、トリプルモジュラー冗長性を備えたCPUは、通常のCPUよりもスペックが落ちてしまいます。
最新の宇宙用CPUは、2019年末に出荷が予定されているクアッドコアCPU「GR740」です。GR740のプロセスルールは65nm、そのクロック数は約250MHzと、現代のスマートフォンに搭載されているCPUにはるかに劣るスペックですが、(PDFファイル)耐放射線試験に合格しているとのこと。GR740は、銀河宇宙線によるエラーが350年に1回しか発生しない計算になっています。
Krywko氏によると、地球外のミッションにおいて、CPUは宇宙船の制御や、ローバーに搭載されたカメラやセンサーの制御に使用されるだけでなく、将来的には宇宙服のバイザー部分に組み込まれた拡張現実(AR)表示機能や、惑星上での災害予測アルゴリズム計算などにも使用される予定。そのためNASAは、ARM Cortex A53クアッドコアプロセッサを2つ搭載したオクタコアの(PFDファイル)Highspace Spaceflight Computing(HPSC)と呼ばれるCPUをボーイングと共同で開発しているとのことです。
- 2 :
- シールド頑張っても駄目なんかいね
- 3 :
- >>2
神のみぞ知るど
- 4 :
- 65nmてCore2Duoの時代だよな
- 5 :
- 軽くなった分、鉛の板で防御って無理なん?
- 6 :
- コンピューターを作る工場ごと打ち上げる
ここからは想像の域でしかないけど
宇宙空間にある岩石や水など豊富にある物質を
錬金術工学?により
鉄を作り
合金を作り
希少な試材を作り
それで部品を作り出す
そんなシステムを兼ね備えた工場を宇宙に浮かべれば大丈夫
これなら永遠にバージョンアップしていける
- 7 :
- 時間をかけてテストするから結果的に古いのが使われるってどこかで読んだ気がするけど、それは間違いだったのか?
- 8 :
- NECも福島のアレで研究すればいいのに
- 9 :
- >>3
加味の味噌汁って何?
- 10 :
- 銀河宇宙線を遮蔽できないの?
あるいは、何らかの方法でロバスト性を高めるとか。
- 11 :
- 昔はセラミックパッケージで宇宙用があったのにね
- 12 :
- 普通に人工衛星で動いてるでしょ。
なんとかなるんだよ
- 13 :
- ISSの日本実験棟「きぼう」に暴露部があるだろ
あそこで宇宙放射線の実験ができる。
https://www.ihi.co.jp/var/ezwebin_site/storage/original/application/5d15ca2339018eb3916485bac8425712.pdf
- 14 :
- 宇宙ではエロゲはしないからね。
- 15 :
- 高性能PCだと重量がかさむからだろ
人が宇宙に行くって今だにギリギリなんやで
- 16 :
- >>14
熱対流が起こらないので
強制排気しないと暴走する。
- 17 :
- 超低電力で、超高温超低温、放射線に超強いというのはとても高スペック
選別品が有るぐらい高スペック
- 18 :
- たしか1970年代半ばに1ロットだけ作ったサファイア基板バージョンの超低スペCPUを
1990年代に入って使いきっちゃうまでずっと使い続けてきたんだよな
ハッブルとかも同じのを使ってる
- 19 :
- 宇宙空間とかコンピュータの得意分野だから、スピードより信頼性が重要なんでしょう
高速性が必要なら地上で計算するし
- 20 :
- 宇宙に出ると人間の脳も高速で処理出来るようになるって聞いたけど
- 21 :
- https://www.gaisler.com/index.php/products/components/gr740
The GR740 device is a radiation-hard system-on-chip featuring a quad-core fault-tolerant LEON4 SPARC V8 processor
SPARC系なんだ
- 22 :
- >>1
孫正義「ワイの一人勝ちや」
- 23 :
- >>2
鉛で100mmとか無理なので
- 24 :
- 一昔前はスペシャルZ80だったのに進化したもんだ…
- 25 :
- >>16
排気する気体が無い...
- 26 :
- cpuのコードも公開されてたはず
- 27 :
- スマホでも数台突っ込んどけ
- 28 :
- 宇宙用の半導体の作り方を知ってる人は少ないと思うけど
単に古いプロセスじゃない
外から放射線が飛び込んで来てもビット反転が起こりにくいように専用の設計製造をします
東芝が得意だったけど、もう作らないかもな
NECも弱体化したし
ISSには普通のノートPCも持ち込んでるので
はやぶさのような遠くに行く用かつ壊れたら即死案件用
- 29 :
- >>24
32bitだよ
64bitもできるけど、気象衛星とか偵察衛星のような超高解像度の画像処理は専用のチップ作るから、速度は必要性薄いな
- 30 :
- >>1
> その理由について、ポーランドの科学系ライターJacek Krywko氏が
> 「宇宙ではハイスペックのCPUは壊れてしまう」と説明しています。
元記事みたけどそんなこと書いてない
- 31 :
- アルミホイルで包んでおけばいいだろ
- 32 :
- 3つのCPUで多数決?
それエヴァのマギーシステム・・・
- 33 :
- 俺が学生時代に使ってたマックは33MHz
200MHzとか、超ハイスペック、全然行けるわ。
- 34 :
- >>7
俺も似たような「使い古してバグがもうゼロに近いくらい出ない物」を使用するって聞いた覚えがある
- 35 :
- 電磁パルス対策した軍用兵器の応用できんかね
- 36 :
- 磁力でシールドとかも難しいだろうか。
低温が容易に作れる環境なら、極細の超電導コイルにものすごいアンペア流せばよさそうなもんだが。
- 37 :
- >>9
カニの味噌汁が美味い季節だねえ
- 38 :
- やっぱり核戦争下で動くコンピュータって想像上の産物なのか…
他の人も書いてるけど避雷針替わりの金網で囲う、よりも少し丁寧なシールドでも駄目か。
まぁ「核戦争でも可能なAPC(兵員輸送車)のNBC防御がフィルターと車内加圧(綺麗な空気で銃痕が出来ても吐き出す形)」ってのを今から20年以上前に知って危ういもんだとは思ってたけど。
- 39 :
- 電流という仕組みの限界、はやく量子を実現化しないと
- 40 :
- 月に行ったアポロ宇宙船は
ファミコン以下だったという有名な話があるしな
- 41 :
- 最初の火星探査機
C-MOSが主流の時代に敢えてN-MOSを採用した
集積密度がC-MOSだと3倍ぐらいになってしまう
最近のメモリは電子數十個で維持している
ここにアルファ線かベーター線が通過すると
電子が消えてしまう。
だから集積率が低いと言うか放射線でも電子が保持できる品物が最適になる
真空管ならかなり強い放射線でも耐えられる
しかし今では真空管の技術者は途絶えてしまった
- 42 :
- >>38
核兵器は大気圏で爆発するから、爆心地の真下でない限り、
爆発後数日経てば、宇宙ほどの放射線量ではなくなる
爆心地でも、一年も経てば防護服無しで歩ける
コンピュータのエラー発生率が、例えば1000倍になったとしても、
ブルースクリーンが1日に1回起きたり、アプリの強制終了が10分に1回起きたりする程度
そんなの、Windows Meを使った経験があれば余裕すぎる
一度でもエラーが起きたら致命的な深宇宙探査と、毎日のように再起動余裕なPCを比較するのはナンセンス
- 43 :
- ISSでは普通のノーパソが動いてるけどね。
2日に一回くらいブルースクリーンになったりするんだろうか?
- 44 :
- つまりガンダムのMSも低スペックなコンピューターしか積んでないということかな
- 45 :
- SEU地球上でもあるから宇宙なら壊れて当たり前な世界
- 46 :
- たしかシリコン基板上にマイクロ真空管を形成する技術を
過去の新日鉄かどこかが所有してたと思う
- 47 :
- >>40
アポロが月に行ったのはファミコンが発売される13年も昔だ
しかもファミコンに使われたチップはアップルpcにも使われていたもの
そのチップを画像処理強化した当時としては優れた高性能チップ
- 48 :
- 銅鉄板の水槽に超軟水入れてその中にコンピューター突っ込んどけば・・3つくらいw
- 49 :
- そもそも、宇宙空間で高スペックなCPUが必要なのだろうか??
- 50 :
- ロシア人は計算尺を
- 51 :
- >>44
ガンダムはサイコフレーム
- 52 :
- なにか地球では滅びたアナログ技術が宇宙で繁栄するSFが書けそうだなww
- 53 :
- >>1
てか、軍需品も同じだが、耐久性や処理速度考えたら
汎用計算機よりは専用回路の方が好まれる。
力技で「中央演算」する必要もない。
- 54 :
- >>23
解説有難う
- 55 :
-
>>2
>>31
中性子が止まらんのだよ。
- 56 :
- 低スペックでも問題なしってことじゃねえ?
- 57 :
-
微細化すると、
宇宙線による擾乱による電子発生の影響が
微細化されてない場合に比べ相対的に大きくなるのさ。
その影響でFFやメモリセルの01が反転する確率が高まる。
ちなみにボイジャーあたりの大昔でも多数決はやってたよ。
しかも予備を持ってて多数決で結果が割れると、
間違えたと推定されるCPUは待機に回り、
予備を始動させるみたいな方法で運用してたはず。
診断して固定障害でなければいつか再度始動される。
- 58 :
- >>14
>宇宙ではエロゲはしないからね。
でも日本のJKエロライブ動画はみるんだろ?
- 59 :
- アホなエセ科学者の詭弁は政治家の嘘と同じレベルだぞ
権力に盲従するバカな民衆はこの程度でも安易にだませると思ってるから
50年前のロケット技術がいまだにそのまま「使われ続けている」ことと同じ
隠れたところで使途不明の莫大な裏金が秘密宇宙プログラムに使われて
いわゆるUFOレベルの宇宙船が地球回りを飛び交っているのに
- 60 :
- HAL9000化が怖いから
- 61 :
- そうか
むしろ昔のCPUを作れる装置が無いのか
- 62 :
- 宇宙でSEXはしたのかな無重力で受精出来るか知らんけど
- 63 :
- 何個も並列動作させて多数決でいいだろ
- 64 :
- >>5
放射線だけが問題なら鉛性の筐体でどうにかなりそうなのにね
てか、シャトルに防放射線機能ねえのかよ
- 65 :
- >>2
地球を貫通する粒子に向かって何を
- 66 :
- 動作電圧が低いので
>放射線が衝突したときに発生するわずかな電圧の変化でも、
>CPUは大きな影響を受けるようになりました。
電離層でシールドされた地球上仕様では信号のダイナミックレンジの狭いコンピューターは
S/N比が悪くて人工惑星が飛ぶ地球外宇宙では使い物にならないという
1970〜80年代に文化系大学出だけどCQ出版のトランジスタ技術、インターフェースや
工学社の月刊I/Oを愛読してた吾輩でも理解できる話題だな。
iPhoneを開発、販売してるアップル社の1970年代のTTLロジックによって動作する地球的ベストセラーになったAPPLE][や
初代ファミコンに採用された8ビットCPU6502の64ビット版を開発すれば良いわけだ。
6502はハード的にはパイプライン・アーキテクチャーを採用し
マシン語レベルでは16進数からASCIIへの変換処理がZ80よりも1バイト節約できるスグレモノ。
昔MSXの日本語ワープロ開発に参加した時プロジェクト・リーダーにメモリーを節約しろと言われて
「そんじゃ、Z80をやめて6502にしろよ」と御忠告申し上げた。
- 67 :
- 200nmのガリヒ素とか使うしか無いわな
ガリヒ素で作ってくれるミニマムファブなんて無いだろうが
- 68 :
- >>42
Meの例えですごく納得しちまったじゃねえかwwwwww
- 69 :
- ターミネーターなんか中性子爆弾でイチコロよぉ
- 70 :
- 実は宇宙には出ていなかった
- 71 :
- 光子コンピュータを作れば全ての問題が可決するし低電力で動く
- 72 :
- ネット転送4k画像昔より大幅にやらせたいこと増えてるだろうしな
最近真空管と同じ原理で動く高性能素子なんてネタになってたが動作電圧も高いし
ちょうどいいんじゃないの動作電圧高いと高クロック化がむりぽな気もするが
- 73 :
- 3台各々に、カスパー、バルタザール、メルキオールの愛称があるらしい。
- 74 :
- 静電気帯に銅配線を持ち込んでいるようなものだ
- 75 :
- そろばんで頑張ろう
- 76 :
- ガンダムだって8ビットCPUで動いてんだぜ
すげえだろ
- 77 :
- 宇宙に飛んでる人工物はすべて地上から無線操縦やで
はやぶさ特集で見たわ
- 78 :
- シールドする物の重量や耐久性も問題になるかもなあ
- 79 :
- 福島第一原発 汚染水処理 風評被害防止に全力 経産相
この格好で風評被害?
://twitter.com/KinositaKouta/status/1191109264393113600
チェルノブイリ事故後、NHKはなんども「終わりなき人体汚染」を放送していた。
フクシマでおなじレベル7の事故が起きたら、何の被害も起きていないとするプロパガンダ放送ばかり
://twitter.com/onodekita/status/1158358938150039552
滝口幸広さん、34歳で急死…数日前まで笑顔でインスタ更新、突発性虚血心不全
://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20191115-00000051-sph-ent
若月佑美「犬夜叉ではお世話に…」滝口幸広さん悼む
元乃木坂46の若月佑美(25)が15日、インスタグラムを更新し、
今月13日に突発性虚血心不全で亡くなった俳優滝口幸広さん(享年34)の訃報を受け、コメントした。
https://topics.smt.docomo.ne.jp/article/nikkangeinou/entertainment/f-et-tp0-191115-201911150000099
【6月11日(火)20時30分〜NHK】 心不全! 爆発的拡大に備えろ
ちょ、凄いタイトルだなぁ!
なぜ爆発的に心不全が増えるのか、ちゃんと説明してくれるのだろうか?レベル7の日本で、NHKで
://twitter.com/kanariasusume/status/1138070413076910080
心不全や突然死は、爆発的に増えてる、ありふれた病気だからね!と刷り込…
爆発的拡大の根本原因には触れない、考えさせないのは、この国のいつものやり方なんでしょうね。
すぐ忘れるし疑問も持たないように飼い慣らされた国民だから…
://twitter.com/kanariasusume/status/1138445540453171203
【東海アマブログ】
放射能とは一切無関係を装って、
大規模な白血病や心筋梗塞、脳梗塞、癌などの死亡激増は、ときどき報告されている。
NHKなどは、放射能による事実を完全に隠蔽しながら「ためして合点」などの番組で、
「これから心筋梗塞の激増時代がやってくる」と、被曝病を隠蔽する目的の特集さえ組まれた。
【世堺教師マイ土レーヤ】
なぜ、世界中でより若い年齢層にアルツハイマー病が突然増え出したのか、人々は不思議がります。
それは蓄積された核放射能の直接的結果です。
このエネルギーが人間の脳に作用し、アルツハイマー病の増加、記憶力の減退、方向感覚の喪失、
そして人体の防御システムの漸進的な崩壊を引き起こします。
それはかつて地球上で起こった最も致命的なエネルギーの放出です。
それは「ダーク・マター」と呼ばれています。
マイ土レーヤか火星や金星人たちがその情報を発表する可能性はあります。
−−この危機の中にマイ土レーヤはやって来られた。彼はいかなる人間よりもその危険をよくご存じである。
sssp://o.2ch.sc/1kmjz.png
(deleted an unsolicited ad)
- 80 :
- 宇宙線は主に太陽から飛んで来る荷電粒子で火星探査機ののぞみは大規模な太陽フレアで回路がやられたんだっけ。
- 81 :
- >>32
元ネタがアポロ宇宙船の多数決方式から
- 82 :
- バカ「4つの方がいいだろ」
- 83 :
- >>36
高速中性子線を防げない
地球の大気影響が無くなると
むき出しの核融合炉(太陽)あるわけで
核融合炉が爆破飛散した残骸も撒き散らされてる
- 84 :
- 人間の脳が大丈夫なんだからタンパク質でニューロコンピューター作ればいい
- 85 :
- >>38
フクイチの100SV環境下でCMOSイメージセンサーは数十分で完全に壊れたが真空管式のアナログテレビ時代のセンサーは壊れなかったので採用された
ロシアの戦闘機に真空管って話もあったんだよね
地上設置型なら鉱山跡地に設置すれば解決だろうが
車両のエンジン制御はどうするんだろう
メカ式に戻すのか
- 86 :
- おかしくないか?w
ボイジャー終わってると思うがw
- 87 :
- >>61
あるよ
パワーデバイス用
- 88 :
- >>67
通信総合研究所や国立天文台が独自の製造装置持ってる
- 89 :
- >>85
>ロシアの戦闘機に真空管
それはトランジスタの生産がなかなかできず米国製は入手不能でソニーとかからの横流し品だけではまかなえなかったから
耐EMP云々は皮肉
- 90 :
- >>84
大丈夫じゃない
宇宙飛行士は全員プラスチックのプレートを持って行くんだけど
放射線で傷だらけになってる
それを解析して正確な被曝量を測定する
どうでもいい記憶のニューロンとか壊れてるだろうな
- 91 :
- 日本は放射能アレルギーと歴代政権の原子力隔離政策のおかげでおかしなリスク感覚になってるけど
非致死程度の放射線大量被爆で最も憂慮されるのは不妊化なんだけどね
- 92 :
- >>86
メモリーのビットが時々おかしくなるだけで
CPUが壊れてしまうわけじゃない
- 93 :
- >>92
電流駆動じゃないだから、伝達信号も影響受ける原理もしらないのか?
さらに微小サイズのトランジスタが放射線によって
エレクトロマイグレーションの影響を受けることも理解できない暗記とどっかの
文章の再現しかできないママに評価が高い「お利口さん?」、試験の点数だけの実績じゃ
解けない問題には立ち向かえないよ。
CPUは壊れにくいのは確かだが、それは確率の問題だ、素子単位の集積度が億を超える領域になれば
無視できなくなるのも然り。
恐ろしく強い放射線の影響を受けたLSIは、放射線が無くなれば元通り動くとかいう屁理屈はやめろ。
- 94 :
- 光CPUでもダメなの?
- 95 :
- ボイジャーは2つのCCSが同時に作動していて、片方でエラーが
起きるともう一方がその部分を代行するようになってたね
- 96 :
- >>32
マギではなくマギーて伸ばした場合は171cmと160cmのニ択になってしまう
- 97 :
- 宇宙に進出してるCPU
米国のMARS Opportunity RoverのCPUはRAD750(PowerPC系32bit)
日本のハヤブサのCPUはHR5000S(MIPS系32ビット)
- 98 :
- >>41
コンプリメンタリMOSでなくN型のFETだけでどうやって論理組むんだよwwww
- 99 :
- >>10
無理。
GeVオーダのエネルギーもった粒子だから
- 100 :
- へぇ、そういう理由で低スペックなのか
ていうか低スペックと言う表現がおかしいだけなのかな
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