耗资850万美元保护飞机免受宇宙射线攻击


这是来自外太空的无形但迫在眉睫的威胁:遥远的宇宙事件可能导致计算机甚至飞机在地球上坠毁问题已经到了欧洲的一项重大努力,以调查可能造成的破坏来自宇宙射线,擦拭设备的记忆或破坏安全关键的飞机电子设备在宇宙中点缀的粒子加速器比位于日内瓦的欧洲核研究组织的大型强子对撞机原子粉碎机强大数千万倍(更好我们仍然不知道这些宇宙加速器是什么或它们位于何处我们所知道的是宇宙射线 - 由亚原子粒子组成 - 一直轰击我们的家园世界一个来源可能是垂死的恒星远在另一个地方另一个是由我们的当地恒星产生的“太空风”(太阳风),太阳是一个单一的亚原子粒子在交流osmic ray可以拥有Andy Murray第二次发射的能量,达到接近光线本身的速度这些光线会对构成地球上层大气的原子产生影响,粉碎它们并导致二次亚原子粒子,特别是中子的阵雨,然后就会产生中子对地球表面的计算机造成严重破坏二十多年来,航空航天和计算机行业已经意识到这一威胁在20世纪90年代初,飞机制造商波音公司接近了位于新墨西哥州洛斯阿拉莫斯国家实验室的中子科学中心的武器中子研究设施,当时,它可以在任何实验室环境中创建最强大的高能中子源他们开发了一种适度的钢结构,ICE House,它可以在一小时内复制经历了100年暴露的记忆芯片会发生什么在巡航高度上的宇宙射线的余波他们通过使每个芯片每个观察到一百万个中子来做到这一点每秒重厘米结果:ICE平均每小时芯片遭遇1,200个错误现在,第二个专用设施正在投入使用英国已经在由科学和技术设施委员会运营的强大的ISIS中子源上建造了价值8500万美元的“Chipir”位于牛津附近的迪德科特的卢瑟福阿普尔顿实验室这将大大加快电子测试的速度,仅用一小时的时间就相当于在数百年的飞行时间内将微芯片暴露在高能中子中它应该提供欧洲筛选微芯片的黄金标准中国也计划自己的设施 - 东莞的中国散裂中子源 - 制造带有中子的微芯片它目前正在建设中,并将在2018年开始运行由克里斯弗罗斯特领导的欧洲仪器工作由大型设施资助资本基金由英国中央政府管理通常中子通过材料不受阻碍并非总是当高能量中子撞击微芯片中的硅原子时,它会触发一阵电荷,导致所谓的“单一事件”紊乱或影响这是一种所谓的“软”错误,当0在逻辑电路中变为1时,反之亦然,或者晶体管从“开”状态翻转到“关”如果它只是意味着视频跳过一个节拍它并不重要但它可以证明如果自动驾驶仪发生故障,将会致命看看这些幻灯片中本周所有最佳照片这是2008年10月7日发生的事情,当时空中客车A330-303由Qantas Airways运营,途中从珀斯到新加坡,遭遇失败当不正确的数据进入飞行控制系统时,飞机突然猛烈地向下倾斜,造成110名乘客和9名机组人员受伤,2003年,比利时斯哈尔贝克的投票机记录了数千张额外投票的中子超级计算机错误,并且反复使这家耗资10亿美元的赛普拉斯半导体公司工厂停工现在,由于每年在无人机,飞机,宇宙飞船和卫星上使用更多的空中微芯片设备,这种无形威胁造成的潜在破坏正在增加威胁随着海拔升高而增加在10,000米的巡航高度,每秒约2,000个中子的各种能量穿透飞机表面的每平方米,穿过船体,乘客,座椅和电子设备 因此,在这个高度上的误差率是在海平面上看到的数百倍,但实际上的威胁也在增长,因为我们建造了更多的服务器来存储我们的数据,依靠更多的路由器在全球范围内发送更多的并且不断缩小晶体管的尺寸以便将数十亿美元压缩成单个微芯片电路中的晶体管看似无穷无尽 - 例如,摩尔定律观察到可以塞进单个电路的晶体管数量每两年增加一倍这推动了计算能力的不断进步 - 以及我们越来越依赖硅芯片用于通信,银行,医药,GPS等的目的有些人担心摩尔定律将很快崩溃 - 不是因为我们制造能力的限制数十纳米(十亿分之一米)或更小的晶体管越来越小,但由于中子的威胁随着晶体管的缩小,误差可能由mu引起由中子产生的较小的电荷爆发具有更高的密度,更高的速度和更低的功耗,微芯片制造商看到中频引起的软错误更频繁地发生当Chipir在未来一两个月投入使用时,生命关键系统中使用的电路(如飞机自动驾驶系统)将通过他们的步伐,工程师将能够测试处理光线的方法,从新型晶体管设计到纠错软件和冗余系统“克服中子威胁将需要独创性,因为我们缩放晶体管尺寸他说,随着电子设备变得越来越敏感,他们将不得不开始研究宇宙射线撞击造成的其他后果的影响:μ子,重粒子约为电子质量的207倍与中子类似的效果同时,计算机继续在日常生活中发挥更重要的作用,引导火车,飞机和汽车,使我们的房屋变暖我们的钱运气好运,全球半导体产业将能够保持摩尔定律至少持续十年在未来几年,至少,
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