Процессоры которые работают на земле не могут работать в космосе, так как в космосе они подвергаются воздействию различных элементов, которым им не приходится сталкиваться на земле.
Фобос-Грунт самая амбициозная миссия в космосе, когда-либо предпринятая Россией, которая потерпела крушение в океан, так и не начавшись. Космический аппарат должен был приземлиться на разбитой марсианской луне Фобос, собрать образцы почвы и вернуть их на Землю. Вместо этого он в течение нескольких недель беспомощно дрейфовал на низкой околоземной орбите, потому что его бортовой компьютер перестал работать прямо перед запуском двигателей, чтобы отправить космический корабль на свой путь к Марсу.
В отчете российские власти "обвинили" тяжелые заряженные частицы в галактических космических лучах, которые попали в микросхемы SRAM, что привело к чрезмерному появлению тока и повреждению микросхемы. Далее компьютер был настроен на перезагрузку и получение сигналов с земли. Однако антенны не были развернуты, поэтому и не могли отправлять и получать инструкции.
Процессор, который хорошо работает на Земле, не делает это в космосе
На Фобос-грунт использовались чипы SRAM, который называлися WS512K32V20G24M. Эти чипы использовались с 2005 года в военных устройствах и самолетах. Различные тесты показали, что он уязвим для минимального излучения, поэтому его явно не рекомендовали использовать в космосе. Этим чипом было оснащено 62% корабля, так он более дешевый.
Самый современный процессор, развернутый в настоящее время в космосе, это BAE RAD750. Он имеет два вида чипа: Curiosity и PowerPC 750, который был разработан IBM и Motorola в 1997 году. 750 использовался в iMac G3. Несмотря на свой возраст, RAD750 стоит около 200 000 долларов.
Процессор Curiosity работает на частоте 200 МГц, хотя PowerPC 750 может достигать 733 МГц, потому что чем выше частота процессора, тем больше число циклов обработки в данный момент времени. Когда частица излучения достигает кеша L1 или L2, который процессор использует для хранения своих вычислений, она может нанести меньший ущерб, если будет меньше информации.
Лучше сэкономим 200 тыс зелени и впихнуть ARM Snapdragon 855, который мощнее во много раз, и стоит 100 долларов. Эта была логика при создании фобос-грунт. Потом еще обвинить во всем космос, что он виноват :).
В последние десятилетия было решено подобрать коммерческие микросхемы и использовать методы, которые останавливают наличие ошибок, таких как RHBD (радиационная стойкость путем проектирования). Благодаря этому коммерческие чипы могут использоваться с небольшими модификациями, которые очень дешевы в реализации.
Одной из этих систем является так называемое тройное модульное резервирование, где каждый чип имеет три идентичные копии каждого бита информации, хранящейся в кэш-памяти L1 и L2, и где каждый из трех чипов памяти расположен в другой части процессора чтобы избежать воздействия одной и той же частицы.
Таким образом, если какой-либо бит будет потерян в любой момент времени, всегда будет как минимум две его копии. Если информация этих трех верна, это будет хорошо. Если информация одного неверна, а информация двух других верна, то это будет хорошо. Если информация во всех трех отличается, то будет ошибка. Проблема в том, что каждая инструкция должна обрабатываться три раза, так что процессор в три раза менее мощен, чем если бы он был разработан для работы на Земле.