計(jì)算機(jī)的中央處理器(CPU)是什么型號的?也許是你買電腦最關(guān)心的問題之一?!吘褂螒蛲娴貌缓?,辦老牌,和CPU太菜似乎脫不了關(guān)系。

原本 CPU 市場是英特爾一家獨(dú)大,但最近幾年隨著 AMD 在架構(gòu)上突然的翻身崛起,CPU 又進(jìn)入了新一輪的性能競賽。

什么六核八核十核紛紛上馬,頻率也一路飆到了 5 GHz,搞得差評君兩年前花數(shù)千元買的四核 i7 現(xiàn)在連 i3 處理器都打不過了。

結(jié)果就在前幾天,差評君看到了一個(gè)提問,說我國年初發(fā)射的月球車「 玉兔二號 」的 CPU 頻率只有 100 MHz,內(nèi)存也只有 256 MB。

100 MHz,要是換算成 GHz 的話只有 0.1 GHz,也就是說,玉兔二號的 CPU 運(yùn)算性能,連我電腦的 1/50 還不到?

這玉兔二號月球車的造價(jià)雖然沒有公開,但少說也是幾百個(gè)億的大項(xiàng)目,CPU 性能這么慘,也太沒牌面了吧。

雖然后來有人出來辟謠,說月球車的設(shè)計(jì)屬于絕對機(jī)密,網(wǎng)傳消息不實(shí)。但最后卻話鋒一轉(zhuǎn),隱隱透露了玉兔二號的配置還不如網(wǎng)上傳的。。。

一想到我國月球車的性能這么低,旁邊的小黑胖都已經(jīng)不能忍了,說著就要把自己的電腦發(fā)個(gè)快遞,給航天局送過去。

其實(shí)吧,小黑胖要想解決這個(gè)問題,可能還不太夠 —— 因?yàn)樵谔绽铮娔X的 CPU 是會被輻射干「 翻 」的。。。

平常我們提到 CPU,都知道是工作在「 二進(jìn)制 」模式下的,也就是整套電腦系統(tǒng)里只能處理 0 和 1 兩種數(shù)值,分別代表「 關(guān) 」和「 開 」。

雖然一直有研究者想讓電腦處理更多的數(shù)值( 比如再多處理個(gè) 2 ),但依舊處在實(shí)驗(yàn)室階段,目前的大部分電腦依舊是只認(rèn)識兩個(gè)數(shù)的鐵憨憨。

但這不對啊,我們平常也都用過電腦,也知道電腦里不但能顯示出 2,還能顯示出「 差評小黑胖 」,顯示出「 給整? 」。

這不除了 1 和 0,還有這么多字嘛

其實(shí),這么多元素都是被電腦運(yùn)算過之后,呈現(xiàn)出來的具體結(jié)果 —— 實(shí)際上比如字母「 A 」,在電腦里是個(gè)「 01000001 」的八位組合。

再復(fù)雜一點(diǎn),像「 差評 」兩個(gè)字,原始數(shù)據(jù)就是「 11100101 10110111 10101110 」( 差 )和「 11101000 10101111 10000100 」( 評 )。

通常我們不用的時(shí)候,這一串串的 0 和 1 保存在硬盤里;等需要的時(shí)候,這些數(shù)據(jù)就傳送到內(nèi)存和 CPU 里進(jìn)行處理。

但是說來巧,就像家里的臺燈可能用了幾年之后,會因?yàn)殡娐饭收暇团紶栕约宏P(guān)上一樣,CPU 里的電位也有可能受到干擾而改變狀態(tài)。

但電腦可不比臺燈,要是電腦里的「 01000001 」變成了「 01000000 」,我們看到的結(jié)果就會從「 A 」變成「 @ 」,直接改變了傳輸?shù)臄?shù)據(jù)。

像這種因?yàn)槭艿礁蓴_,改變了 CPU 內(nèi)部的電位,導(dǎo)致數(shù)據(jù)異常的情況,就叫做「 比特翻轉(zhuǎn) 」或者「 單比特錯(cuò)誤 」。

輕一點(diǎn)的比特翻轉(zhuǎn),電腦能自己修復(fù);但要是遇上嚴(yán)重些的,運(yùn)行錯(cuò)誤和藍(lán)屏都在屏幕對面等著我們。

以前吧,由于硬件素質(zhì)不怎么堅(jiān)挺,所以我們在 WinXP 上經(jīng)常會遇到這種因?yàn)楸忍胤D(zhuǎn)導(dǎo)致的錯(cuò)誤。

但現(xiàn)在只要我們不亂折騰電腦,不給電腦的 CPU 和內(nèi)存「 超頻 」,已經(jīng)很少有機(jī)會遭遇比特翻轉(zhuǎn)了。( 芯片工作頻率越低,電位越穩(wěn)定 )

但宇宙里有一種地球上沒有的東西,能夠劇烈干擾 CPU 里的電位 —— 這個(gè)外力就是宇宙射線的電離輻射。

輻射大體分兩種,爸媽常念叨的電子設(shè)備輻射都是電磁輻射,和微波爐加熱的原理一樣,撐死了能讓我們感覺身子熱乎點(diǎn)兒,沒什么危害。

但電離輻射卻是真正有危險(xiǎn)的,雖然我們平常生活中幾乎不可能接觸到,但像什么用來造核彈的鈾啊、钚啊,都是實(shí)打?qū)嵉母呶N镔|(zhì)。

電離射線擊打在人體細(xì)胞上能夠變異細(xì)胞,輕點(diǎn)的引發(fā)癌癥,嚴(yán)重的就直接見閻王了。

蘇聯(lián)切爾諾貝利的慘劇現(xiàn)在還寫在教科書里

電離射線也會讓電腦的芯片產(chǎn)生變化,改變電信號的電位狀態(tài) —— 原本一個(gè)是 1 的電信號,被電離射線硬生生撞了一下,就成了 0。

曾經(jīng)有一個(gè)挺有名的案例,美國的 Sun 公司發(fā)布過一款服務(wù)器 CPU,不過在系統(tǒng)運(yùn)行過程中經(jīng)常出現(xiàn)隨機(jī)錯(cuò)誤。

后來經(jīng)過調(diào)查,發(fā)現(xiàn)是有一批原材料遭到過放射性物質(zhì)的污染,導(dǎo)致那批 CPU 內(nèi)部存在放射性物質(zhì),才導(dǎo)致了隨機(jī)錯(cuò)誤。

雖然不是所有 CPU 都會遇到被放射物污染過的原材料,但我們每天見到的太陽就是一顆超級大核彈,邊爆炸,邊發(fā)光發(fā)熱。

地球上因?yàn)橛写髿鈱雍偷厍虼艌龅拇嬖?,隔絕了幾乎全部太陽射出來的電離輻射,只把光和熱透了進(jìn)來。

所以,要是真的把小黑胖的 CPU 給裝進(jìn)了月球車,可能月球車已經(jīng)翻的自己姓什么都不知道了,更別提什么漫步月球、采集數(shù)據(jù)了。

而且除了不能防輻射之外,我們平常用的 CPU 雖然工作頻率高、性能強(qiáng),但發(fā)熱也大,所以還得在 CPU 上面套個(gè)大號的散熱器。

差評君給大家看看我國之前研發(fā)的抗宇宙射線芯片「 SoC2012 」,為了防輻射在芯片的外面罩了一大圈子屏蔽罩。

除了最中間,其他部分都是屏蔽罩

這么一搞,就好像給發(fā)熱的 CPU 罩了層大棉被,而宇宙里又是個(gè)隨時(shí)都能在極寒和極熱之間切換的鬼地方;外面熱 + 發(fā)熱 + 大棉被,你品品。

在宇宙這疙瘩,怎么有效屏蔽宇宙射線才是設(shè)計(jì) CPU 的真真理,高運(yùn)算頻率什么的,暫時(shí)只能 YY 一下。

而且別看這些 CPU 性能差的一批,價(jià)格還不便宜:平常我們電腦的一塊 CPU,賣兩萬就算頂天了;但上面圖里那塊國產(chǎn)防輻射 CPU,要價(jià)十萬,還上不封頂。

美國 ATMEL 公司的 AT697F 芯片售價(jià)甚至達(dá)到了 70 萬元一片

這么著一對比價(jià)格,想必大家也就能明白能夠抗干擾的 CPU 有多難做了吧。

而且雖然 100 MHz 紙面上比我們電腦的 5 GHz 低不少,但其實(shí) 100 MHz 代表的是每秒鐘計(jì)算一億次!

而且航天 CPU 是非常專精的一類芯片,不需要像我們的電腦一樣打游戲、聽歌、運(yùn)行 Chrome 瀏覽器 ,只需要做到導(dǎo)航和接收控制指令就夠了。

當(dāng)年蘇聯(lián)的加加林抱著機(jī)械計(jì)算器,都完成了行程中的各種導(dǎo)航任務(wù),每秒計(jì)算一億次的 CPU 面對這些需求明顯小意思。

而要是真遇到了什么特別復(fù)雜的問題,也可以通過天地通訊回傳到地面的控制站 —— 在那里還有一大排超級計(jì)算機(jī)等著干活呢。

雖然現(xiàn)有的技術(shù)能讓我們的飛船在宇宙里到處亂跑了,但科幻片里那種高度智能的 AI 暫時(shí)還是沒法陪我們一起上天了。

我們距離科幻片,還有不短的一段路要走,也算是一點(diǎn)兒小遺憾吧。

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