عندما تصبح أجهزة الكمبيوتر أكثر تقدمًا ، تتقلص المعالجات الدقيقة الموجودة بداخلها في الحجم وتستخدم تيارًا كهربائيًا أقل. يمكن حشر هذه الرقائق الجديدة الموفرة للطاقة بشكل أقرب معًا ، مما يزيد من عدد العمليات الحسابية التي يمكن إجراؤها في الثانية ، مما يجعل الكمبيوتر أكثر قوة. ولكن حتى الكمبيوتر العملاق العظيم له كعب أخيل: زيادة الحساسية للتداخل من الجسيمات المشحونة التي تنشأ خارج مكتبك. تأتي هذه الجسيمات عالية الطاقة من الفضاء وقد تتسبب في سوء تقدير الأجهزة الحرجة ، مما قد يعرض الأرواح للخطر.
عند توقع هذه المشكلة ، بدأت شركة Intel المصنعة للشرائح الدقيقة في ابتكار طرق لاكتشاف متى قد يصطدم وابل من الجسيمات المشحونة برقائقها ، لذلك عندما يحدث ذلك ، يمكن إعادة إجراء العمليات الحسابية للتخلص من أي أخطاء ...
تنشأ الأشعة الكونية من الشمس والمستعرات الأعظمية ومصادر كونية أخرى غير معروفة. عادةً ما تكون بروتونات نشطة للغاية تتنقل عبر الفضاء بالقرب من سرعة الضوء. يمكن أن تكون قوية جدًا لدرجة أنه عند تأثيرها على الغلاف الجوي العلوي للأرض ، تم افتراض أنها قد تخلق ثقوبًا سوداء صغيرة. وبطبيعة الحال يمكن أن تسبب هذه الجزيئات النشطة بعض الضرر. في الواقع ، قد تكون حاجزًا كبيرًا أمام السفر إلى ما وراء أمان المجال المغناطيسي للأرض (ينحرف الغلاف المغناطيسي معظم الإشعاع الكوني ، حتى رواد الفضاء في مدار الأرض محميون جيدًا) ، ستتضرر صحة رواد الفضاء بشدة أثناء الرحلة الطويلة بين الكواكب.
ولكن ماذا عن الأرض ، حيث نحن محميون من القوة الكاملة للأشعة الكونية؟ على الرغم من أن جزءًا صغيرًا من جرعتنا السنوية من الإشعاع يأتي من الأشعة الكونية (حوالي 13٪) ، إلا أنه يمكن أن يكون لها تأثيرات واسعة النطاق على كميات كبيرة من الغلاف الجوي. عندما تصطدم الأشعة الكونية بجزيئات الغلاف الجوي ، يتم إنتاج سلسلة من جسيمات الضوء. يُعرف هذا باسم 'دش الهواء'. غالبًا ما تكون مليارات الجسيمات الموجودة في الدش الهوائي الناتجة عن اصطدام واحد مشحونة بشدة (ولكن طاقة أقل من الشعاع الكوني الأصلي) ، لكن الفيزياء الكامنة وراء دش الهواء بدأت تزداد أهمية ، خاصة في مجالات الحوسبة.
يبدو أن شركة إنتل المصنعة للمعالج الدقيق للكمبيوتر تفكر في نفس السؤال. لقد أصدروا للتو براءة اختراع توضح بالتفصيل خططهم في حال اخترق شعاع كوني الغلاف الجوي وضرب إحدى رقاقاتهم الدقيقة الدقيقة. ستظهر المشكلة عندما تصبح الحوسبة متقدمة جدًا لدرجة أن الرقائق الصغيرة قد 'تختل' عند وقوع حدث اصطدام الشعاع الهزلي. في حالة إصابة الرقاقة غير المحظوظة بأشعة كونية ، فقد يحدث ارتفاع في التيار الكهربائي عبر الدائرة ، مما يتسبب في سوء تقدير.
قد يبدو هذا لطيفًا جدًا. بعد كل شيء ، ما هو خطأ في تقدير المليارات؟ يوضح إريك هانا ، كبير علماء Intel:
'كل منطقنا يعتمد على الشحن ، لذلك يحصل على تداخل.[...]هل يمكن أن تسير على الطريق السريع[طريق سريع ألماني]بسرعة 200 ميل في الساعة واكتشف فجأة أن نظام المكابح المانعة للانغلاق لديك لا يعمل لأنه كان به حدث أشعة كونية. ' - اريك حنا.
بعد كل شيء ، أصبحت أجهزة الكمبيوتر أصغر وأرخص ، ويتم استخدامها في كل مكان بما في ذلك الأنظمة الهامة مثل نظام الكبح الذي وصفه هانا أعلاه. نظرًا لأنها صغيرة جدًا ، يمكن أن تشغل العديد من الرقائق أجهزة الكمبيوتر ، مما يزيد من المخاطر. في الحالات التي قد يتعرض فيها كمبيوتر معالج واحد أساسي لحدث شعاع كوني واحد فقط خلال عدة سنوات (مما ينتج عنه خطأ حسابي غير ملحوظ) ، فإن أجهزة الكمبيوتر العملاقة التي تحتوي على عشرات الآلاف من المعالجات قد تعاني من 10 إلى 20 من أحداث الأشعة الكونيةفي الاسبوع. علاوة على ذلك ، حتى أجهزة الكمبيوتر المحمولة الشخصية المتواضعة قد تتمتع في المستقبل القريب بقوة الحوسبة التي تتمتع بها أجهزة الكمبيوتر العملاقة اليوم ؛ 10-20 أخطاء حسابية في الأسبوع ستكون غير قابلة للتطبيق ، سيكون هناك مخاطر عالية جدًا لفقدان البيانات أو تلف البرامج أو فشل الأجهزة.
كما يتبادر إلى الذهن محطات الفضاء المدارية والأقمار الصناعية والمركبات الفضائية بين الكواكب. تتبنى تقنية الفضاء الحوسبة المتقدمة حيث تحصل على طاقة معالجة أكبر بكثير في حزمة أصغر ، مما يقلل الوزن والحجم والتكلفة. ماذا يحدث عندما يحدث خطأ في الحساب عندما يصطدم شعاع كوني بدائرة قمر صناعي؟ قد يؤدي سوء تقدير واحد إلى تحديد مصير القمر الصناعي. أخشى أن أفكر في ما يمكن أن يحدث للبعثات المأهولة في المستقبل إلى القمر والمريخ وما وراءهما.
من المأمول أن تكون خطة إنتل هي الحل لهذه المشكلة المشؤومة. إنهم يريدون تصنيع متتبع لأحداث الأشعة الكونية من شأنه أن يكتشف تأثير الأشعة الكونية ، ثم يطلب من المعالج إعادة حساب الحسابات السابقة من النقطة التي كانت قبل أن يضرب الشعاع الكوني. بهذه الطريقة يمكن إزالة الخطأ من النظام قبل أن يصبح مشكلة.
سيكون هناك بالطبع العديد من الصعوبات التقنية التي يجب التغلب عليها قبل تطوير كاشف سريع ؛ في الواقع ، يقر إريك هانا أنه سيكون من الصعب تحديد متى يمكن أن يصبح مثل هذا الجهاز حقيقة عملية. بغض النظر ، تم تحديد المشكلة ويعمل العلماء على حلها ، على الأقل إنها بداية ...
مصدر: بي بي سي