Лаборатория реактивного движения NASA выбрала компанию Microchip Technology Inc. для разработки нового космического процессора HPSC (High Performance Spaceflight Computing). Этот новый компьютер обеспечит по крайней мере в 100 раз большую вычислительную мощность, чем нынешние устройства, используемые в активных космических миссиях. Контракт предусматривает финансирование в размере 50 млн долларов США и является частью проекта, инициированного НАСА в 2018 году.
Microchip разработает и поставит новый процессор примерно через три года, намереваясь использовать его для будущих лунных и планетарных миссий. Новая архитектура повысит общую эффективность обработки данных, необходимых для таких миссий, и позволит масштабировать вычислительную мощность по мере необходимости. Например, миссия на поверхность Марса требует большой вычислительной мощности и скорости на этапах посадки, но меньше вычислений и мощности требуется при передвижении по поверхности или использовании бортовых лабораторий лендера/ровера.
Процессор Microchip будет предлагать возможность регулировки вычислительной мощности в соответствии с требованиями выполняемых операций, а также позволит отключать некоторые функции, когда они не используются, снижая энергопотребление. Благодаря экономии энергии и повышению эффективности вычислений, чип будет полезен в различных ситуациях космической миссии, включая посадку в труднопроходимой местности, управление работоспособностью миссии, автономное вождение, навигацию и управление, и многое другое.
Сложность создания компьютера, пригодного для работы в космосе
Радиация в космосе повреждает электронные детали, приводя их к сбоям и просчетам, и в конечном итоге к окончательному отказу. Поэтому конструкция нового процессора должна быть еще более надежной и обладать более высокой отказоустойчивостью, чем нынешние процессоры, такие как RAD750. Последний имеет среднюю наработку на отказ более 4,3 млн. часов.
Кроме того, из-за времени, которое требуется для передачи сигналов с Земли в отдаленные точки космоса, многие маневры должны выполняться без контроля с Земли. По замыслу Microchip, новая вычислительная платформа обеспечит полноценную сеть Ethernet для передачи сигналов, передовые вычисления для размещения программ искусственного интеллекта и машинного обучения, полезных для выполнения автономных маневров, а также повысит производительность и отказоустойчивость. Все это будет основано на новой, энергоэффективной архитектуре системы безопасности.
В миссии "Аполлон-11", которая впервые доставила человечество на поверхность Луны, был первый в истории "портативный" компьютер, названный AGC (Apollo Guidance Computer). В основе этого ПК лежал процессор с тактовой частотой всего 2 МГц и всего 72 КБ памяти RAM. С 2005 года некоторые из наиболее важных космических миссий, такие как зонд Mars Reconnaissance Orbiter или марсоход Perseverance, управляются с помощью RAD750 компании BAE Systems, бортового компьютера, оснащенного процессором с тактовой частотой до 200 МГц и способного выдерживать до 200 000 рад при температуре от -55 °C до 125 °C.
Новый процессор Microchip будет превосходить своих предшественников по вычислительной мощности и энергопотреблению. Это важный шаг для будущего американских космических полетов, шаг поколения, который назрел, поскольку большинство современных космических компьютеров основаны на технологии почти 30-летней давности.