就在2020年9月7日,我國再次將一枚衛星通過長徵四號乙運載火箭成功送入預定衛星軌道,實現為中國航天衛星網絡「添磚加瓦」。
航天火箭位於世界科技界金字塔的頂端位置,其涉及的科學技術和知識堪稱五花八門,而且還得是各領域的最頂尖層次。
對於普通人而言,航天火箭更像是一種國家強大的象徵性事物,對其印象也大多是「要上天的火箭肯定用的都是最頂尖的材料和技術!」。
這種印象觀念中99%都是正確,畢竟火箭上天需要面臨無數困難和突發情況。
無論是高速情況下的空氣摩擦發熱應對,還是突破地心引力需要的強大動力源,這些都需要航天人去解決。
而最大可能降低問題出現機率的方法只有一個,那就是提升航天火箭的全方面性能,所以通過增加火箭品質來減少問題出現機率。
但航天火箭中卻有一個核心組件卻並沒有人們想像中的那麼強,該組件便是控制火箭運動的核心CPU。
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了解到原來航天火箭使用的宇航級CPU(晶片)在運算性能上並不算突出,甚至可以說非常低端過時。
用一句話來形容宇航級晶片就是「用這東西來玩掃雷都夠嗆!」,如果想要將宇航級晶片用來日常使用,可能連微軟20年前發布的windowsXP都可能安裝不上。
既然性能如此低下,為何各國太空飛行器還是選擇使用這種晶片呢?
原因其實就一個,即追求穩定性,雖然宇航級晶片性能很弱,但其穩定性和抗幹擾性極強,面對宇宙空間複雜的環境,尤其是宇宙獨有的高能粒子撞擊,這種晶片能夠保持優秀的穩定性,從而保證宇航器正常工作。
當然,這並不是意味著性能強勁的民用晶片就不能用來充當宇航器晶片了。
著名的太空探索公司SpaceX發射的龍飛船使用的便是高性能民用晶片,只不過和普通太空飛行器單一晶片控制不同,SpaceX太空飛行器採用多晶片集群共同控制(PS:也叫冗餘設計)。
大概意思就是宇航器每一個功能組件都搭載最低三個民用CPU,但需要這些CPU保持獨立運算,每一次步驟都需要將這些CPU的共同運算結果進行比對,只有運算結果保持一致才進行操作。
所以現在全球主要有兩種宇航器晶片搭載方案,第一種為單一宇航級晶片控制方案(PS:這也是大部分擁有發射宇航器國家採用的主流方案)。
第二種為SpaceX為代表的多晶片集群控制方案。(PS:因為價格相較於第一種方案更加便宜,所以越來越多的組織選擇該方案。)
美國的宇航級晶片價格最高可到百萬元,你猜中國的龍芯製作成本是多少?
宇航器除了要應對高能粒子撞擊外,還需要承受哪些風險和惡劣環境?
SpaceX宇航器作為多晶片集群控制方案的代表,其宇航器最多使用多少數量的晶片?
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