På initiativ fra Nasa skal Microchip Technology Inc. i Chandler, Arizona utvikle en High-Performance Spaceflight Computing (HPSC) prosessor som skal gi betydelig bedre ytelse, robusthet og fleksibilitet enn Nasas nåværende prosessorer for romfartøy gjør.
Prosessorene skal benyttes i både bemannede og ubemannede romfartøyer.
– Våre nåværende datamaskiner for bruk på romferder ble utviklet for nesten 30 år siden, sier Wesley Powell, NASAs hovedteknolog for avansert avionikk. – Selv om de har fungert bra på tidligere oppdrag, krever fremtidige NASA-oppdrag betydelig økt datakapasitet og pålitelighet ombord. Den nye prosessoren vil gi de fremskrittene som kreves i ytelse, feiltoleranse og fleksibilitet for å møte disse fremtidige oppdragsbehovene.
Det er uklart nøyaktig hvilken prosessor han her sammenligner med, siden Nasa de siste 30 årene har brukt en del forskjellige prosessorer og datamaskiner i sine romfartøy. Romteleskopet Hubble ble for øvrig oppgradert i 1999 og fikk da en datamaskin basert på den velkjente 486SX-25-prosessoren, som teleskopet fremdeles har.
Hubble var i 2021 nede i flere uker på grunn av problemer med en nyttelastdatamaskin.
Nasa kunngjorde i slutten av juni 2022 at de hadde begynt arbeidet med å utvikle en ny HPSC-prosessor som skulle gi 100 ganger prosesseringsytelsen til deres nåværende prosessorer til slik bruk.
Må tåle stråling
Prosessorer for slik bruk har imidlertid også en rekke andre krav.
De trenger i utgangspunktet kun maksimal ytelse i relativt korte perioder av et oppdrag – for eksempel i landingsfasen på en måne eller planet – men i lange perioder trenger de bare en liten del av den ytelsen.
Nåværende HPSC-prosessorer tar ikke tilstrekkelig høyde for dette og ender derfor opp med å sløse med tilgjengelig energi og prosesseringskraft. De er designet for å gi nok regnekraft når behovet for det er på sitt høyeste, men mangler blant annet fleksibiliteten som den nye arkitekturen skal kunne tilby. Den nye HPSC-prosessoren skal i stor grad kunne justere prosesseringskraften etter behovet og dermed spare en del strøm når rutineoppgaver bare krever en brøkdel av dens maksimale ytelse.
Moderne prosessorer har til en viss grad denne evnen allerede, men Nasas nye prosessor skal etter planen kunne være mye mer fleksibel når det gjelder slik bruk. Den skal også kunne slå av visse systemer, slik at de ikke trenger kraft i det hele tatt når de ikke er i bruk. Dermed skal den totalt være betydelig mer skalerbar enn eksisterende løsninger.
Prosessorer som skal brukes i rommet, må også tåle stråling i langt større grad enn mer dagligdagse prosessorer, ikke minst hvis de skal tilbringe mange år i rommet med den kosmiske strålingen de blir utsatt for der. Ikke bare må de overleve strålingen, potensielt i mange år, men de må også kunne gi riktige resultater til tross for at strålingen kan føre til såkalte bit flips og andre feil. Dermed vil de trenge en robust feilkorrigeringsevne på maskinvare-nivå.
Skal leveres om tre år
Nasas egne folk skal lede utviklingen og spesifisere behov, mens Microchip Technology Inc. skal designe arkitekturen og stå for den faktiske utviklingen av den nye brikken. De har tre år på seg til å levere en fungerende prosessor, og etter planen skal den brukes i fremtidige romferder til månen, Mars og andre planeter.
For jobben får de 50 millioner amerikanske dollar, etter dagens kurs tilsvarende noe over 480 millioner norske kroner.
Andre mulige bruksområder
Nasa skriver at prosessoren potensielt også kan benyttes til andre ting, inkludert kommersielle systemer på jorden som krever at systemet er i stand til å fortsette driften trygt hvis en komponent i systemet svikter. De fremhever potensielle applikasjoner som industriell automatisering, tidssensitiv nettverksoverføring og kunstig intelligens.
