國(guó)際太空站(International Space Station；ISS)目前正在進(jìn)行幾項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，測(cè)試太空總署能否更進(jìn)一步超越傳統(tǒng)的抗輻射元件。

如果一切按計(jì)劃進(jìn)行，由美國(guó)SpaceX開(kāi)發(fā)的天龍?zhí)柼沾?SpaceX Dragon)預(yù)計(jì)將于今秋自國(guó)際太空站返回地球，并等待工程師測(cè)試一組登陸軌道實(shí)驗(yàn)室與測(cè)試臺(tái)將近一整年的服務(wù)器。這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的在于模擬至火星旅行將近一年，并確定現(xiàn)成硬體是否能在外太空中正常運(yùn)作。

同時(shí)，太空總署正準(zhǔn)備以ARM處理器核心設(shè)計(jì)作為其下一代太空電子元件的基礎(chǔ)。此外，它還研究了輻射對(duì)于存儲(chǔ)器芯片的影響。

針對(duì)美國(guó)太空總署(NASA)聯(lián)手慧與科技(Hewlett Packard Enterprise；HPE)打造的首款太空超級(jí)電腦——Spaceborne Computer，HPE工程師提供了一組安裝在國(guó)際太空站的雙插槽服務(wù)器(另有一組相同的服務(wù)器安裝于地面，作為該實(shí)驗(yàn)的「控制組」)。HPE的服務(wù)器于去年8月發(fā)布，用于評(píng)估NASA最終是否能從昂貴的抗輻射元件過(guò)渡至采用現(xiàn)成可用的商業(yè)器件——這些器件經(jīng)證實(shí)越來(lái)越能抵抗具破壞力的電離輻射影響。

輻射的危害也牽涉到旅行至火星——與地球最接近時(shí)的距離至少為3,500萬(wàn)英哩——而且還很可能遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于在地球軌道上的輻射危害。然而，HPE的工程師指出，目前的商用電子元件在抗輻射的能力方面，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了太空站的抗輻射要求。

這兩個(gè)板載服務(wù)器用于鏡像NASA艾姆斯研究中心(Ames Research Center)的機(jī)器，以因應(yīng)太空站所要求的大部份處理任務(wù)。HPE工程師兼Spaceborne Computer計(jì)劃共同研究員Mark Fernandez表示，在這組服務(wù)器中，其中一臺(tái)服務(wù)器持續(xù)盡可能快速地運(yùn)轉(zhuǎn)，而第二臺(tái)服務(wù)器的運(yùn)作速度則較慢?！溉绻l(fā)生異常時(shí)，它只會(huì)出現(xiàn)在運(yùn)轉(zhuǎn)快速的服務(wù)器上，那么操作人員就能夠減緩其速度?！?/p>

Fernandez解釋說(shuō)，這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的目的在于確定機(jī)器是否能在火星旅行中存活且運(yùn)作正常，如果可以的話，就能為太空人提供正確的答案。

目前的時(shí)間表要求服務(wù)器必須在11月登上天龍?zhí)柼沾祷氐厍?。Fernandez補(bǔ)充說(shuō)，HPE的研究人員將會(huì)針對(duì)元件進(jìn)行故障分析，以確定他們?cè)谔罩惺褂靡徽旰笕绾伍_(kāi)始「退化」。

NASA的太空運(yùn)算計(jì)劃可以追溯到2014年的SGI——SGI是NASA Ames的長(zhǎng)期運(yùn)算設(shè)備供應(yīng)商。SGI于2016年被HPE收購(gòu)。

根據(jù)對(duì)于任務(wù)的描述，當(dāng)太空站被高濃度的粒子或電磁輻射摧毀時(shí)，其功耗和處理速度隨之降低。因此，研究的目的在于找出服務(wù)器在較慢速度下是否仍能正常運(yùn)作。

部署于國(guó)際太空站的一對(duì)HPE服務(wù)器，作為模擬火星旅行計(jì)劃的一部份

在波動(dòng)輻射的條件下，Gen9 Apollo 40系列Xeon服務(wù)器仍然執(zhí)行運(yùn)算和資料密集型應(yīng)用，同時(shí)，研究人員則監(jiān)控其功耗，并「動(dòng)態(tài)調(diào)整所消耗的功率」，以便在模擬火星旅行期間衡量Spaceborne Computer太空超級(jí)電腦的整體性能。

NASA長(zhǎng)期以來(lái)采用傳統(tǒng)且昂貴的抗輻射電子元件，其方式是在半導(dǎo)體芯片上增加冗余電路或者采用絕緣基板。但采用這種蠻力途徑的代價(jià)十分昂貴。HPE工程師在一則部落格文章中提出其所謂更便宜的抗輻射電子元件法：「……在不利的情況下只需減慢系統(tǒng)速度，就能夠免于故障并保持電腦的運(yùn)作?！?/p>

該服務(wù)器實(shí)驗(yàn)還利用了相對(duì)較新的商業(yè)太空能力。SpaceX是Space Exploration Technologies Corp.的縮寫(xiě)——它是至今唯一一家不僅能為太空站提供物資，同時(shí)還能將這些實(shí)驗(yàn)及其所收集的寶貴資料送回地球的公司。

自2012年5月以來(lái)，SpaceX Dragon天龍?zhí)柼沾鸵恢痹谶M(jìn)行至國(guó)際太空站的任務(wù)。

同時(shí)，預(yù)計(jì)在接下來(lái)的幾年內(nèi)就可看到未來(lái)太空運(yùn)算平臺(tái)的關(guān)鍵元件了。例如，太空總署預(yù)計(jì)其下一代通用處理器(ARM Cortex-A53的變化版本)將于2020年推出。

NASA在2016年選擇采用ARM處理器，意味著它很可能已經(jīng)凍結(jié)其下一代載人太空船的部份設(shè)計(jì)。根據(jù)觀察家指出，Cortex-A53是在2014年推出的，這意味著到2020年，以商用電子元件的標(biāo)準(zhǔn)來(lái)看，微處理器核心很可能成為古董級(jí)元件。盡管如此，它象征著太空電子元件的升級(jí)，畢竟這些太空電子元件大多都無(wú)法延續(xù)摩爾定律的微縮進(jìn)展。

作為NASA抗輻射電子存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)的一部份，ARM處理器已于2016年旅行至國(guó)際太空站。NASA與美國(guó)空軍(NASA–Air Force)的合作計(jì)劃則研究靜態(tài)隨機(jī)存取憶體(SRAM)在太空中遭到高能粒子撞擊時(shí)發(fā)生故障的頻率。存儲(chǔ)器實(shí)驗(yàn)部份采用基于ARM的微控制器(MCU)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。