ESA将其第一个RISC V测试处理器发送到Space后三周,NASA宣布在同一微体系结构上开发其未来的太空计算机。谁似乎比以往任何时候都更像未来的处理器架构。在地球上和地球上一样多。
NASA的下一个高性能处理器将不是第十二代核心。也不是iPhone手臂芯片。当然,不再像毅力或JWST一样是PowerPC芯片。不,未来的芯片高性能太空飞行计算美国机构应该部署的代理比当前太空计算机的功率高一百倍“将基于一个完全不同的微体系结构,称为Risc V.。
在我们美丽的欧洲中同样的故事。 RISC V不仅被选为SPARC当前使用的继任者,而且还被选为第一个FPGA使用此微体系结构进行编程已经在太空中飞行了三个星期。这意味着,在几年内,所有筹码确保了世界上两个最大太空机构的关键任务将在相同的指导游戏中工作。
要了解此新闻的重要性,您必须(一点)Risc V以及该体系结构随身携带的内容。您还必须知道(也有点)当前的空间芯片,以及它们所经历的约束的特异性。为此,我们还必须理解(有点,保证!)这些架构的当前上下文。
开始了 ?准备好您的第一次起飞了吗?目的地:Vert(几乎)无限及以后。太空计算机科学的未来,可能随身携带了陆地计算机科学。
当前的太空处理器是化石
没有人听到空间处理器大喊。在这个敌对的环境中,硅碎片进行了测试。没有对我们星球的强大电磁保护,宇宙辐射会干扰跳蚤并“跳”碎屑。尽管在纸上看起来无害,但将“ 0”转换为“ 1”(反之亦然),称为“ flip”,可以使任何经典的计算机系统平整。但不是各个太空机构使用的芯片。无论其微体系结构如何,这些芯片一方面都是反对辐射的装甲,并专为冗余和安全性(硬件和软件)而设计。
在美国方面,空间任务选择的处理器是Rad750。在过去的二十年中,这是一个真正的“起草马”,这款筹码是今天的Rover毅力或James Webb Space Telecospe基于动画的PowerPC,这是第一个iMac!该处理器在发射时强大,以233 MHz的速度证明了自己……但它极大地限制了板计算能力。
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欧洲太空计划具有自己的主权处理器架构,称为Leon。基于一种更具异国情调的技术,称为Sparc -Lance Iron Sun Microsystems -Leon用于许多芯片,其旗舰是GR740。这种基于四个Leon4 Hearts的芯片存在于……250 MHz的版本中。强壮的 ?是的。强大的?并不真地 !削减未来?不是。因为Leon像PowerPC一样,基于32位架构版本,因此阻止了权力的上升。比PowerPC更尴尬:Sparc建筑被抛弃了,太阳和富士通扔了海绵。
因此,NASA和ESA的当前空间跳蚤是非常可靠和经过证实的。他们依靠强大的主权供应链和软件。但是他们俩都死了,几乎没有工业家投资于此,从而阻止了规模影响。并禁止展望未来。
但是,空间更新对计算能力的需求巨大。
空间征服的未来是对权力的渴望
空间世界正在如火如荼地进行。有那个qui tes vpu d'ell在天气微卫星上在架子上购买。也有HPE,用NASA测试和验证了一个小空间超级计算机在国际站。或火星的创造力无人机,几乎在红色星球上自动飞行,谢谢到旧智能手机芯片。这三个项目使用“陆地”组件,这些组件没有避免辐射。这就是为什么他们只为实体而动画实验性,甚至是次要项目的原因。但是他们证明了空间行业正在寻找更多的力量。
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为了让您了解计算机或智能手机跳蚤以及Rad750和其他Leon 4之间的功率差异,请考虑巧妙。 NASA无人机与哥哥“流浪者毅力”同时到达了火星。虽然后者最强大的处理器是一个很好的旧Rad 750,但Ingenuityintègreun snapdragon 801。该SOC在2014年宣布,是刻有28 nm的四核臂芯片。具有高达2.3 GHz的CPU部分和Adreno 330 GPU的最高为578 MHz,这款旧芯片配备了该芯片摩托罗拉Moto X(第二代)等索尼Xperia Z3丝毫最新的中段处理器完全不知所措。但是,它的力量已经足以使创造力在火星上独立飞行。并且比总体跳蚤被漫游者毅力嵌入!
在自主管理需求之间,空间变速箱空间协议的局限性,定义和分辨率的科学仪器(图像传感器等)的分辨率,空间世界必须改变齿轮。但是,为什么不仅不将地球上已经有效的东西用作我们示例的智能手机芯片并将其改编成太空呢?
X86和ARM没有机会
两个芯片微体系结构控制着我们的世界:x86和ARM。当您打开PC时,当您要求Netflix向您发送视频时,您的计算机(NON -MAC)和远程数据中心通常都基于Intel或AMD芯片。基于现在已有40年历史的微体系结构的处理器,称为X86。
无论您是在连接的电视上启动迪士尼+,在智能手机上阅读还是咨询汽车的板计算机,这些都是使用手臂微体系结构的芯片。由于其许可系统,这种最后的建筑在许多市场中的力量上升,帆的帆也有所增加 - 看看苹果向M1和M2跳蚤摇摆。
这两个是x86和手臂占主导地位的同伴。两者都有其优势:在X86处是一个巨大的软件兼容性,并且具有强大的力量能力。武器最佳性能/瓦报告,任何付款并拥有技能的公司都可以炮制自制芯片。此外,这两个体系结构是每年生产数十亿芯片的来源 - 足以从规模的实际影响中受益。但是,他们(绝对)没有太空当局选择的机会。
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不是因为它们的结构 - 尽管X86的性能/瓦比近来不是最近的 - 而是出于更大的政治原因:主权。即使英特尔可以说它的IFS服务现在可以在X86中设计跳蚤,X86的整个知识产权属于Intel(并且在一定程度上)。
至于ARM,即使英国公司拥有500个客户并允许某些苹果公司设计自己的CPU核心,但指示再次是公司的财产。像高通的巨人一样,他是最大的ARM客户之一实际上目前费用。 NASA和ESA需要掌握他们的技术,而无法受到故事或该公司的倾向的摆布。
这就是Risc V.
RISC V:开放,协作和(可能)主权
如果很难每天意识到这一点,那么我们芯片的架构实际上会受到准垄断的善意。相比之下,RISC V不属于任何人。该计划来自大学项目,以教学学生设计RISC Type跳蚤,于2020年在瑞士法律基金会的控制下放置。这种机动是在美国未能防止ARM授予华为许可证的情况下进行的,它已将指示游戏从任何政府的干预中移开。
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这使得Risc v成为唯一开放且合作的微观结构。无论您是谁,您都可以学习如何操纵说明,设计自己的处理器。并通过使您的财产构成晶体管的布局或心脏结构来出售这个知识。在没有能够阻止他人使用这些相同说明的情况下。在治理方面,许多公司影响了不同指令游戏的开发,例如开发Linux Nucleus的方式。
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一种良性的创新圈,占用软件的一些食谱开源应用于设备。谁看过新演员是出生的美国人,上周获得了5000万美元的预算,以发展未来的CPU心。
Sifive也是第一家发行了由公众轻松购买的RISC V处理器的公司,它正在上升 - 如此之多,以至于去年英特尔(Intel)甚至有谣言。该公司的不同成功使它的重量和经验将用于开发经过验证的CPU心脏。打开RISC V的优点在这里:NASA因此可以干预心脏并知道它们的工作方式。如果发生知识产权供应商的变化,NASA可以轻松更改CPU心脏技术提供商。
在两个太空机构选择的RISC V中有趣的是,尽管NASA和ESA之间的协同作用更强。尽管PowerPC对于欧洲机构来说太美国了,欧洲机构避免在非洲大陆的拇指下,但这次ESA将能够直接与NASA交谈。例如,在扩展或常见软件上。事实上,在Risc V的发展中加强了空间的重量,这还有很长的路要走。
Risc V必须成熟,但他是未来
对于有史以来数千万美元的工业主义者注入跳蚤发展的数千万美元,这是RISC V的未来的另一个关键资产:转向此微观结构的开发人员的数量,也增加了。尽管PowerPC跳蚤(更不用说Sparc沙漠)越来越少,越来越少的“地面”机器正在爆炸。至少在太空中,事实上是“未来的建筑”。从已经在工业上生产的CPU的角度以及IA或GPU加速器都在全面开发中,这都是从工业上生产的。
这并不意味着ARM(完全成熟)或X86(拥有40年历史和控制当前PC的90%)将在一夜之间消失。就像大自然以多样性为食的方式一样,技术也是如此。处理器微体系结构也不例外。尤其是因为如果基本面(RISC)和RISC V的概念是旧的,那么RISC V标准是X86和ARM旁边的婴儿。
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标准方面,他必须继续发展。从正式和理论的角度来看,与能够夺取它的行为者的数量一样。还必须比这些芯片的使用(操作系统,驱动程序,API,SDK等)合并围绕设计(设计,验证,生产)的不同软件生态系统。
对于太空,我们还必须选择和开发正确的制造工艺(雕刻精致,材料等),以进行辐射屏蔽,资本,用于在电磁地狱中零件的生存。而且,如果芯片设计可能需要时间,那么硬件和软件资格通常会花费更多时间。
但是有一件事是可以肯定的:在当前多重的地缘政治背景下,返回许多卡片,RISC V的开放和协作地位是其空间代理商的主要武器,以寻求控制其未来和主权的控制。