Καθώς οι υπολογιστές γίνονται πιο προηγμένοι, οι μικροεπεξεργαστές μέσα τους συρρικνώνονται σε μέγεθος και χρησιμοποιούν λιγότερο ηλεκτρικό ρεύμα. Αλλά ακόμη και ο πανίσχυρος υπερυπολογιστής έχει το τακούνι του Αχιλλέα: αυξημένη ευαισθησία στις παρεμβολές από φορτισμένα σωματίδια που προέρχονται από το γραφείο σας. Αυτά τα πολύ ενεργητικά σωματίδια προέρχονται από το διάστημα και μπορεί να προκαλέσουν εσφαλμένο υπολογισμό κρίσιμου υλικού, θέτοντας πιθανώς σε κίνδυνο τη ζωή.
Προβλέποντας αυτό το πρόβλημα, ο κατασκευαστής μικροτσίπ Intel άρχισε να επινοεί τρόπους για να εντοπίσει πότε ένα ντους φορτισμένων σωματιδίων μπορεί να χτυπήσει τα τσιπ τους, οπότε όταν το κάνουν, οι υπολογισμοί μπορούν να εκτελεστούν εκ νέου για να εξαλειφθούν τυχόν σφάλματα…
Οι κοσμικές ακτίνες προέρχονται από τον Ήλιο, τις σουπερνόβες και άλλες άγνωστες κοσμικές πηγές. Συνήθως, είναι πολύ ενεργητικά πρωτόνια που περνούν μέσα από το χώρο κοντά στην ταχύτητα του φωτός. Θα μπορούσαν να είναι τόσο ισχυροί που κατά την πρόσκρουση με την ανώτερη ατμόσφαιρα της Γης θεωρήθηκε ότι μπορούν να δημιουργήσουν μικρο-μαύρες τρύπες. Φυσικά αυτά τα ενεργητικά σωματίδια μπορούν να προκαλέσουν κάποια ζημιά. Στην πραγματικότητα, μπορεί να είναι ένα τεράστιο εμπόδιο στο ταξίδι πέρα από την ασφάλεια του μαγνητικού πεδίου της Γης (η μαγνητόσφαιρα εκτρέπει την περισσότερη κοσμική ακτινοβολία, ακόμη και οι αστροναύτες σε τροχιά της Γης είναι καλά προστατευμένοι), η υγεία των αστροναυτών θα υποστεί σοβαρή ζημιά κατά τη διάρκεια παρατεταμένης διαπλανητικής πτήσης.
Τι γίνεται όμως στη Γη, όπου προστατεύουμε από την πλήρη δύναμη των κοσμικών ακτίνων; Αν και ένα μικρό μέρος της ετήσιας δόσης ακτινοβολίας προέρχεται από κοσμικές ακτίνες (περίπου 13%), μπορεί να έχει εκτεταμένες επιπτώσεις σε μεγάλους όγκους της ατμόσφαιρας. Καθώς οι κοσμικές ακτίνες συγκρούονται με ατμοσφαιρικά μόρια, παράγεται ένας καταρράκτης ελαφρών σωματιδίων. Αυτό είναι γνωστό ως «ντους αέρα». Τα δισεκατομμύρια σωματίδια στο ντους αέρα από ένα μόνο κτύπημα συχνά φορτίζονται πολύ (αλλά έχουν λιγότερη ενέργεια από την μητρική κοσμική ακτίνα), αλλά η φυσική πίσω από το ντους αέρα αρχίζει να αυξάνεται σε σημασία, ειδικά στους τομείς της πληροφορικής.
Φαίνεται ότι ο κατασκευαστής μικροεπεξεργαστών υπολογιστών Intel σκέφτηκε την ίδια ερώτηση. Μόλις εξέδωσαν ένα δίπλωμα ευρεσιτεχνίας που περιγράφει λεπτομερώς τα σχέδιά τους εάν μια κοσμική ακτίνα διεισδύσει στην ατμόσφαιρα και χτυπήσει ένα από τα ευαίσθητα μικροτσίπ τους. Το πρόβλημα θα προκύψει όταν ο υπολογιστής γίνει τόσο προχωρημένος που τα μικροσκοπικά τσιπ μπορεί να «παραμορφωθούν» όταν συμβαίνει ένα συμβάν κρούσης ακτίνων κόμικ. Εάν το άτυχο τσιπ χτυπηθεί από μια κοσμική ακτίνα, μπορεί να ασκηθεί μια ακίδα ηλεκτρικού ρεύματος σε όλο το κύκλωμα, προκαλώντας εσφαλμένο υπολογισμό.
Αυτό μπορεί να ακούγεται αρκετά καλοήθη. σε τελική ανάλυση, ποιος είναι ένας εσφαλμένος υπολογισμός σε δισεκατομμύρια; Ο ανώτερος επιστήμονας της Intel Eric Hannah εξηγεί:
“Όλη η λογική μας βασίζεται σε χρέωση, οπότε παίρνει παρεμβολές. […] Θα μπορούσατε να κατεβείτε στο autobahn [Γερμανικός αυτοκινητόδρομος] στα 200 μίλια την ώρα και ξαφνικά ανακαλύπτετε ότι το σύστημα αντιμπλοκαρίσματος πέδησης δεν λειτουργεί επειδή είχε συμβάν κοσμικών ακτίνων" - Έρικ Χάνα.
Μετά από όλα, οι υπολογιστές γίνονται μικρότεροι και φθηνότεροι, χρησιμοποιούνται παντού, συμπεριλαμβανομένων κρίσιμων συστημάτων όπως το σύστημα πέδησης που περιγράφεται παραπάνω από τη Hannah. Καθώς είναι τόσο μικρά, πολλά περισσότερα τσιπ μπορούν να καταλάβουν υπολογιστές, αυξάνοντας τον κίνδυνο. Όταν ένας βασικός υπολογιστής ενός επεξεργαστή μπορεί να αντιμετωπίσει μόνο ένα συμβάν κοσμικών ακτίνων σε αρκετά χρόνια (προκαλώντας ένα απαρατήρητο σφάλμα υπολογισμού), οι υπερυπολογιστές με δεκάδες χιλιάδες επεξεργαστές ενδέχεται να υποστούν 10-20 συμβάντα κοσμικών ακτίνων ανά εβδομάδα. Επιπλέον, στο εγγύς μέλλον ακόμη και ταπεινοί προσωπικοί φορητοί υπολογιστές μπορεί να έχουν την υπολογιστική δύναμη του σημερινού υπερυπολογιστή. 10-20 σφάλματα υπολογισμού την εβδομάδα δεν θα μπορούσαν να εφαρμοστούν, θα υπήρχε πολύ υψηλός κίνδυνος απώλειας δεδομένων, καταστροφή λογισμικού ή αστοχίας υλικού.
Διαστημικοί σταθμοί, δορυφόροι και διαπλανητικά διαστημικά σκάφη έρχονται επίσης στο μυαλό Η διαστημική τεχνολογία αγκαλιάζει προηγμένους υπολογιστές καθώς έχετε πολύ μεγαλύτερη ισχύ επεξεργασίας σε ένα μικρότερο πακέτο, μειώνοντας το βάρος, το μέγεθος και το κόστος. Τι συμβαίνει όταν συμβαίνει σφάλμα υπολογισμού όταν μια κοσμική ακτίνα χτυπά ένα κύκλωμα δορυφόρου; Ένας μόνο εσφαλμένος υπολογισμός θα μπορούσε να σημάνει την τύχη του δορυφόρου. Θα ήθελα να σκεφτώ τι θα μπορούσε να συμβεί σε μελλοντικές επανδρωμένες αποστολές στη Σελήνη, τον Άρη και πέρα.
Ελπίζουμε ότι το σχέδιο της Intel μπορεί να είναι η απάντηση σε αυτό το δυσοίωνο πρόβλημα. Θέλουν να κατασκευάσουν έναν ιχνηλάτη συμβάντων κοσμικών ακτίνων που θα ανιχνεύσει την πρόσκρουση των κοσμικών ακτίνων και, στη συνέχεια, θα δώσει εντολή στον επεξεργαστή να υπολογίσει εκ νέου τους προηγούμενους υπολογισμούς από το σημείο πριν χτυπήσει η κοσμική ακτίνα. Με αυτόν τον τρόπο το σφάλμα μπορεί να εκκαθαριστεί από το σύστημα προτού γίνει πρόβλημα.
Φυσικά θα υπάρξουν πολλές τεχνικές δυσκολίες που πρέπει να ξεπεραστούν πριν αναπτυχθεί ένας γρήγορος ανιχνευτής. Στην πραγματικότητα ο Eric Hannah παραδέχεται ότι θα είναι δύσκολο να πούμε πότε μια τέτοια συσκευή μπορεί να γίνει πρακτική πραγματικότητα. Ανεξάρτητα, το πρόβλημα έχει εντοπιστεί και οι επιστήμονες εργάζονται σε μια λύση, τουλάχιστον είναι μια αρχή…
Πηγή: BBC
