Pirms pāris nedēļām uz Marsa virsmas veiksmīgi nosēdināts līdz šim sarežģītākais pašgājējs jeb rovers. NASA robotizētais pētnieks "Perseverance" ir aprīkots ar supersarežģītām mērierīcēm un burtiski ir laboratorija uz riteņiem, taču paša rovera "smadzenes" vis nav kāds no pēdējo paaudžu centrālajiem procesoriem (CPU), bet gan speciāli pielāgota versija tam, kas darbināja arī 1998. gadā izlaistos "iMac" datorus.
Kāpēc tā? Simtiem miljonus vērtā iekārtā NASA taču varēja atļauties ielikt kādu no mūsdienu geimeru sapņiem – "Intel" vai AMD augsto plauktiņu CPU, kas maksātu vien dažus tūkstošus dolāru.
Taču darbināt kosmisko aparātu gluži nav tas pats, kas spēlēt prasīgākās datorspēles vai strādāt ar "smagu" programmatūru darbstacijā te, uz Zemes. Jo kaut kas sarežģītāks un ar vairāk sastāvdaļām, jo lielāka varbūtība kaut kam saplīst vai noiet greizi! Un kosmosā gluži nebūs iespēja bojāto detaļu nomainīt ar jaunu, tāpēc – jo vienkāršāk kaut ko var dabūt gatavu tā, lai tas pilda nepieciešamās funkcijas, jo labāk, un tas attiecas arī uz roveru un citu kosmisko lidaparātu procesoriem.
Jebkurš no mūsdienu mobilo telefonu, nemaz nerunājot par laptopu vai jaudīgu darbstaciju, CPU skaitļošanas jaudas ziņā tūkstošiem reižu pārspēj "Perseverance" galvenās "smadzenes", taču tām ir kāda cita kosmosā ļoti būtiska īpašība. Proti, šis centrālais procesors ir "RAD750", un – kā jau liecina nosaukums – tas izstrādāts ar īpašu izturību pret radiāciju.
Pati arhitektūra un citi galvenie parametri ir identiski kompānijas IBM izstrādātajam "PowerPC 750", kas darbināja arī ikonisko zilās krāsas "iMac G3", kuru apakšā redzamajā publicitātes foto rokās tur Stīvs Džobss.
Tas ir vienkodola CPU ar nieka 233 megahercu takts frekvenci. Mūsdienās ko tādu atrast būtu grūti – lielākajai daļai viedtālruņu vai datoru ir procesori ar četriem, astoņiem, 12 vai pat vairāk kodoliem, bet viena kodola takts frekvences ir mērāmas vairākos gigahercos. Taču tik sarežģīti centrālie procesori ar vairākiem miljardiem tranzistoru Marsa skarbajos apstākļos būtu mīnuss, nevis ieguvums.
Marsa atmosfēra ir ārkārtīgi plāna – vien nepilns 1 procents no Zemes atmosfēras. Marsam arī nav sava magnētiskā lauka, tāpēc gan radiācija no Saules, gan citiem avotiem uz Marsa ir gandrīz tikpat liela problēma cik atklātā kosmosā. Tāpēc jau kopš 2000. gadu sākuma kosmiskajos aparātos izmanto "PowerPC 750" centrālā procesora "radinieku", kurš īpaši nodrošināts pret radiācijas ietekmi.
Šo versiju – "RAD750" – izstrādāja "BAE Systems Electronics, Intelligence & Support" 2001. gadā.
Tam ir 10,4 miljoni tranzistoru, kas ražoti, izmantojot 250 vai 150 nanometru tehnoloģisko procesu. Mūsdienās tas jau ir 7 vai pat tikai 5 nanometru tehnoloģiskais process – mazāki tranzistori nozīmē, ka noteiktā platībā var "sapakot" krietni vairāk tranzistoru, tāpēc arī iespējami centrālie procesori, kur tranzistoru skaits mērāms miljardos, bet pats CPU izmērā diži lielāks nav kļuvis.
Toties "RAD750" spēj izturēt pamatīgu jonizējošā starojuma dozu – 2000 līdz 10000 greju. Tāpat šis centrālais procesors spēj darboties temperatūrās no -55 līdz pat 125 grādiem pēc Celsija. Šis procesors maksā nu vairs ne tūkstošus, bet vairākus simtus tūkstošu dolāru un ir lieliski pierādījis sevi virknē citu kosmisko aparātu – "RAD750" izmantots gan 2005. gadā palaistajā "Mars Reconnaissance Orbiter" pavadonī, kurš darbojas vēl šobrīd, gan Fermi vārdā nosauktajā gamma starojuma kosmiskajā teleskopā, kurš palaists 2008. gadā, gan slavenajā NASA citplanētu "medniekā" – Keplera kosmiskajā teleskopā, kurš palaists 2009. gadā. Šāds pats procesors ir arī iepriekšējās paaudzes Marsa roverā "Curiosity", kurš arī ir aktīvs aizvien.
Kā vienmēr – kad runa ir par kosmiskajām misijām, dubults neplīst, tāpēc arī "Perseverance" roverā nav vis viens "RAD750", bet kopā veseli trīs – rezerve rovera galvenajām "smadzenēm" kā arī vēl viens, kas tiek izmantots attēlu analīzei.
Seko "Delfi" arī Instagram vai YouTube profilā – pievienojies, lai uzzinātu svarīgāko un interesantāko pirmais!
