NASA заказало космический процессор HPSC для Луны и Марса
NASA вместе с Microchip делает HPSC, новый космический процессор для лунных аппаратов, межпланетных станций и будущих марсианских миссий. Цель звучит громко: поднять вычислительную мощность примерно в 100 раз по сравнению с нынешними бортовыми SoC, при этом сохранить радиационную стойкость и не сжечь весь энергобюджет аппарата на один чип.
Цифра в 100 раз выглядит эффектно ровно до того момента, когда вспоминаешь, на чем космос летает сейчас. Многие аппараты до сих пор полагаются на железо уровня начала 2000-х, потому что в космосе важнее пережить радиацию и десятки лет службы, чем выиграть очередной бенчмарк. Так что NASA здесь не гонится за модой, а закрывает очень старую дыру в вычислениях.
Характеристики процессора HPSC
HPSC задуман как модульная однокристальная система. NASA хочет объединить в одном чипе вычисления и сетевые функции, а отдельные блоки отключать по мере надобности, чтобы экономить энергию. Для спутника на низкой орбите это полезно, для станции у Луны это уже вопрос выживания.
- до 100-кратного прироста вычислительной мощности относительно нынешних космических SoC
- две версии: радиационно-стойкая для дальнего космоса и упрощенная для низкой орбиты и коммерческих спутников
- модульная архитектура с отключаемыми блоками
- связка нескольких чипов через Advanced Ethernet для масштабирования
- ставка на автономную обработку изображений и телеметрии прямо на борту
Последний пункт здесь самый важный. Чем дальше аппарат от Земли, тем хуже работает модель «снял данные, отправил домой, дождался команды». Связь с Марсом идет с задержкой в минуты, а иногда и дольше, так что лишние мозги на борту быстро превращаются из приятной опции в базовую необходимость.
Чем HPSC отличается от RAD750
Для понимания масштаба полезно вспомнить нынешний стандарт отрасли. Чипы семейства RAD750 много лет использовали на аппаратах вроде Curiosity и на массе другой космической техники. Это надежное железо, но по меркам земной электроники оно давно музейное: частоты низкие, вычислительная плотность скромная, цена высокая. Космос консервативен не из упрямства, а из-за физики и сертификации.
Даже когда NASA хотело больше производительности, приходилось идти на компромиссы. Самый показательный пример последних лет, вертолет Ingenuity на Марсе, получил мобильный Qualcomm Snapdragon 801 для задач компьютерного зрения. Ход сработал, но это скорее аккуратный взлом системы, чем универсальный рецепт для дальнего космоса. HPSC как раз пытается дать современный уровень вычислений без такого инженерного шаманства.
Интересно и разделение на две версии. Для коммерческих группировок на низкой орбите полная радиационная защита часто выходит слишком дорогой, и операторы уже давно компенсируют это резервированием, быстрыми заменами и более коротким сроком службы спутников. NASA и Microchip фактически признают очевидное: одной универсальной космической микросхемой все задачи уже не закрыть.
Где будут использовать HPSC
Сценарии применения читаются без особой магии: лунные аппараты, станции на геостационарной орбите, марсианские миссии, а заодно коммерческие спутники, которым нужна более умная обработка данных на месте. Если чип действительно позволит собирать из нескольких SoC бортовой вычислительный кластер, инженеры получат более гибкую архитектуру: меньше отдельных коробок, меньше лишней проводки, ниже энергопотребление всей системы.
Разговоры про гражданские отрасли тоже понятны. Радиационно-стойкая электроника потом регулярно просачивается в телеком, энергетику, медтехнику и оборонные системы, только путь этот долгий и дорогой. Массовые ноутбуки из этого не вырастут, а вот специализированные машины для тяжелых условий вполне могут.
Первые летные образцы HPSC появятся не раньше 2028 года.
