Naarmate computers geavanceerder worden, krimpen de microprocessors erin en gebruiken ze minder elektrische stroom. Maar zelfs de machtige supercomputer heeft zijn achilleshiel: een verhoogde gevoeligheid voor interferentie van geladen deeltjes afkomstig van buiten uw kantoor. Deze zeer energetische deeltjes komen uit de ruimte en kunnen ertoe leiden dat kritieke hardware een verkeerde berekening maakt, waardoor levens mogelijk gevaar lopen.
Met het oog op dit probleem is microchipfabrikant Intel begonnen met het bedenken van manieren om te detecteren wanneer een regen van geladen deeltjes hun chips kan raken, dus als ze dat doen, kunnen berekeningen opnieuw worden uitgevoerd om eventuele fouten op te lossen ...
Kosmische straling is afkomstig van onze zon, supernova's en andere onbekende kosmische bronnen. Meestal zijn het zeer energetische protonen die dicht bij de lichtsnelheid door de ruimte ritselen. Ze kunnen zo krachtig zijn dat bij impact op de bovenste atmosfeer van de aarde is gepostuleerd dat ze microzwarte gaten kunnen creëren. Natuurlijk kunnen deze energetische deeltjes enige schade veroorzaken. In feite kunnen ze een enorme barrière vormen om verder te reizen dan de veiligheid van het magnetische veld van de aarde (de magnetosfeer buigt de meeste kosmische straling af, zelfs astronauten in de baan van de aarde zijn goed afgeschermd), de gezondheid van astronauten zal ernstig worden beschadigd tijdens langdurige interplanetaire vluchten.
Maar hoe zit het op aarde, waar we worden beschermd tegen de volledige kracht van kosmische straling? Hoewel een klein deel van onze jaarlijkse stralingsdosis afkomstig is van kosmische straling (ongeveer 13%), kunnen ze grote effecten hebben op grote volumes van de atmosfeer. Als kosmische stralen botsen met atmosferische moleculen, ontstaat er een cascade van lichtdeeltjes. Dit staat bekend als een "luchtdouche". De miljarden deeltjes in de luchtdouche van een enkele impact zijn vaak zelf sterk geladen (maar van minder energie dan de bovenliggende kosmische straal), maar de fysica achter de luchtdouche begint steeds belangrijker te worden, vooral op het gebied van computers.
Het lijkt erop dat de fabrikant van computermicroprocessoren Intel dezelfde vraag heeft overwogen. Ze hebben zojuist een patent uitgegeven waarin hun plannen worden beschreven als een kosmische straal de atmosfeer binnendringt en een van hun delicate microchips raakt. Het probleem zal zich voordoen wanneer het computergebruik zo geavanceerd wordt dat de kleine chips kunnen "overslaan" wanneer er zich een komische gebeurtenis voordoet. Als de ongelukkige chip wordt geraakt door een kosmische straal, kan er een piek van elektrische stroom worden uitgeoefend over het circuit, wat een verkeerde berekening veroorzaakt.
Dit klinkt misschien vrij goedaardig; wat is tenslotte één misrekening in miljarden? Intel's senior wetenschapper Eric Hannah legt uit:
“Al onze logica is gebaseerd op lading, dus het krijgt storing. […] Je zou de autobaan af kunnen gaan [Duitse snelweg] op 200 mijl per uur en ontdek plotseling dat uw antiblokkeersysteem niet werkt omdat het een kosmische straling heeft gehad. ' - Eric Hannah.
Computers worden immers kleiner en goedkoper, ze worden overal gebruikt, inclusief kritieke systemen zoals het remsysteem dat hierboven door Hannah is beschreven. Omdat ze zo klein zijn, kunnen veel meer chips computers bezetten, waardoor het risico toeneemt. Waar een gewone computer met één processor in meerdere jaren slechts één kosmische-straalgebeurtenis kan ervaren (wat een onopgemerkte rekenfout oplevert), kunnen supercomputers met tienduizenden processors 10-20 kosmische-straalgebeurtenissen ondergaan per week. Bovendien hebben in de nabije toekomst zelfs bescheiden persoonlijke laptops de rekenkracht van de huidige supercomputer; 10-20 rekenfouten per week zijn onwerkbaar, er is een te groot risico op dataverlies, softwarecorruptie of hardwarefalen.
Ook denk ik aan orbitale ruimtestations, satellieten en interplanetaire ruimtevaartuigen. Ruimtetechnologie omarmt geavanceerd computergebruik omdat u veel meer verwerkingskracht krijgt in een kleiner pakket, waardoor gewicht, omvang en kosten worden verminderd. Wat gebeurt er als er een rekenfout optreedt wanneer een kosmische straal het circuit van een satelliet raakt? Een enkele verkeerde berekening zou het lot van de satelliet kunnen betekenen. Ik zou bang zijn om te bedenken wat er zou kunnen gebeuren met toekomstige bemande missies naar de maan, Mars en daarbuiten.
Hopelijk is het plan van Intel het antwoord op dit onheilspellende probleem. Ze willen een eventtracker voor kosmische straling maken die een inslag van kosmische straling zou detecteren en de processor vervolgens opdragen de eerdere berekeningen opnieuw te berekenen vanaf het punt voordat de kosmische straal toesloeg. Op deze manier kan de fout uit het systeem worden verwijderd voordat het een probleem wordt.
Er zullen natuurlijk veel technische problemen worden overwonnen voordat een snelle detector wordt ontwikkeld; Eric Hannah geeft zelfs toe dat het moeilijk zal zijn te zeggen wanneer zo'n apparaat een praktische realiteit kan worden. Hoe dan ook, het probleem is geïdentificeerd en wetenschappers werken aan een oplossing, het is tenminste een begin ...
Bron: BBC
