Jak jsou počítače vyspělejší, mikroprocesory v nich se zmenšují a spotřebovávají méně elektrického proudu. Tyto nové, energeticky úsporné čipy lze nacpat blíže k sobě, čímž se zvyšuje počet výpočtů, které lze provést za sekundu, a tím je počítač výkonnější. Ale i mocný superpočítač má svou Achillovu patu: zvýšenou citlivost na rušení od nabitých částic pocházejících mimo vaši kancelář. Tyto vysoce energetické částice pocházejí z vesmíru a mohou způsobit nesprávný výpočet kritického hardwaru, což může ohrozit životy.
Vzhledem k tomu, že výrobce mikročipů Intel tento problém předvídal, začal vymýšlet způsoby, jak detekovat, kdy může na jejich čipy zasáhnout sprcha nabitých částic, takže když se tak stane, lze znovu spustit výpočty, aby se odstranily případné chyby…
Kosmické záření pochází z našeho Slunce, supernov a dalších neznámých kosmických zdrojů. Typicky jsou to velmi energetické protony, které procházejí prostorem blízko rychlosti světla. Mohly by být tak silné, že při dopadu na horní atmosféru Země se předpokládá, že mohou vytvořit mikro černé díry. Tyto energetické částice mohou přirozeně způsobit určité škody. Ve skutečnosti mohou být obrovskou překážkou pro cestování za hranice bezpečí zemského magnetického pole (magnetosféra odklání většinu kosmického záření, dokonce i astronauti na oběžné dráze Země jsou dobře stíněni), zdraví astronautů bude při dlouhodobém meziplanetárním letu vážně poškozeno.
Ale co na Zemi, kde jsme chráněni před plnou silou kosmického záření? Přestože malá část naší roční radiační dávky pochází z kosmického záření (zhruba 13 %), může mít rozsáhlé účinky na velké objemy atmosféry. Když se kosmické záření srazí s molekulami atmosféry, vytvoří se kaskáda světelných částic. Toto je známé jako „vzduchová sprcha“. Miliardy částic ve vzduchové sprše z jediného dopadu jsou často samy o sobě vysoce nabité (ale s menší energií než mateřský kosmický paprsek), ale fyzika za vzduchovou sprchou začíná nabývat na důležitosti, zejména v oblasti výpočetní techniky.
Zdá se, že výrobce počítačových mikroprocesorů Intel přemýšlel nad stejnou otázkou. Právě vydali patent s podrobnostmi o jejich plánech, pokud by kosmický paprsek pronikl atmosférou a zasáhl jeden z jejich jemných mikročipů. Problém nastane, když bude výpočetní technika tak pokročilá, že drobné čipy mohou „selhat“, když dojde k události dopadu komiksu. Pokud by nešťastný čip zasáhl kosmický paprsek, mohla by přes obvody působit špička elektrického proudu, což by způsobilo chybný výpočet.
To může znít docela vlídně; koneckonců, co je to jeden špatný výpočet v miliardách? Vedoucí vědec společnosti Intel Eric Hannah vysvětluje:
'Celá naše logika je založena na náboji, takže dochází k rušení.[…]Můžete jet po dálnici[německá dálnice]rychlostí 200 mil za hodinu a najednou zjistíte, že váš protiblokovací brzdový systém nefunguje, protože došlo k události z kosmického záření.“ – Eric Hannah.
Koneckonců, počítače jsou stále menší a levnější, používají se všude, včetně kritických systémů, jako je brzdový systém popsaný výše Hannah. Protože jsou tak malé, může počítač zabírat mnohem více čipů, což zvyšuje riziko. Tam, kde základní počítač s jedním procesorem může za několik let zažít pouze jednu událost kosmického záření (produkující nepozorovanou chybu ve výpočtu), superpočítače s desítkami tisíc procesorů mohou trpět 10–20 událostmi kosmického záření.za týden. A co víc, v blízké budoucnosti mohou mít i skromné osobní notebooky výpočetní výkon dnešního superpočítače; 10-20 chyb ve výpočtu za týden by bylo nefunkčních, hrozilo by příliš vysoké riziko ztráty dat, poškození softwaru nebo selhání hardwaru.
Na mysli přicházejí také orbitální vesmírné stanice, satelity a meziplanetární kosmické lodě. Vesmírná technologie zahrnuje pokročilé výpočty, protože získáte mnohem více výpočetního výkonu v menším balení, čímž se sníží hmotnost, velikost a náklady. Co se stane, když dojde k chybě ve výpočtu, když kosmický paprsek zasáhne obvody satelitu? Jediný chybný výpočet by mohl znamenat osud satelitu. Bál bych se pomyslet na to, co by se mohlo stát budoucím pilotovaným misím na Měsíc, Mars a dále.
Doufáme, že plán Intelu může být odpovědí na tento zlověstný problém. Chtějí vyrobit sledovač událostí kosmického záření, který by detekoval dopad kosmického záření, a poté nařídit procesoru, aby přepočítal předchozí výpočty od bodu před dopadem kosmického záření. Tímto způsobem může být chyba odstraněna ze systému dříve, než se stane problémem.
Než bude vyvinut rychlý detektor, bude samozřejmě nutné překonat mnoho technických problémů; Eric Hannah ve skutečnosti připouští, že bude těžké říci, kdy se takové zařízení může stát praktickou realitou. Bez ohledu na to byl problém identifikován a vědci pracují na řešení, alespoň je to začátek…
Zdroj: BBC