Sinar kosmik - penyebab crash komputer acak?

Jika komputer Anda tiba-tiba membeku, menampilkan "layar biru kematian" atau tidak dapat menyalin file, jangan buru-buru menyalahkan produsen peralatan komputer atau memori kereta. Mungkin penyebab kegagalannya adalah radiasi kosmik. Peristiwa semacam itu disebut “pelanggaran satu-peristiwa (SEU).”

Pelanggaran akibat peristiwa tunggal adalah perubahan status komponen elektronik yang disebabkan oleh partikel tunggal radiasi pengion (ion, foton, proton, neutron, dll.), Yang bertabrakan dengan simpul sensitif dalam sistem, seperti mikroprosesor, memori semikonduktor atau transistor yang kuat. Perubahan keadaan terjadi karena terjadinya muatan gratis, yang muncul sebagai akibat ionisasi di dalam atau di dekat simpul sensitif sistem atau elemen logis, seperti bit memori. Akibatnya, perangkat menghasilkan kesalahan. Kesalahan tunggal ini juga disebut "pelanggaran sebagai akibat dari satu peristiwa", SEU, atau hanya kesalahan acak (kesalahan lunak).

Gangguan tak disengaja akibat radiasi kosmik memang secara berkala terjadi bahkan di bumi, dan kemungkinan kemunculannya di pesawat terbang di ketinggian dan di orbit dekat-Bumi ratusan kali lebih besar. Semakin tinggi - semakin besar kemungkinannya, karena ada atmosfer yang lebih langka dan perlindungan yang lebih lemah terhadap radiasi kosmik.

Konsekuensi dari SEU dapat bervariasi. Misalnya, dalam foto digital, satu piksel mungkin putus. Tidak ada yang perlu dikhawatirkan. Ini masalah lain jika, karena neutron luar angkasa, sistem komputer pesawat tidak berfungsi - dan ia harus melakukan pendaratan darurat. Itu benar-benar terjadi sekalidengan pesawat angkut militer C-141B Starlifter, yang mengalami kecelakaan tak sengaja saat terbang di atas Laut Jepang dengan lebih dari 100 penumpang. Selama penerbangan, pesawat tiba-tiba jatuh ke sayap kanan. Para kru berhasil meluruskan gulungan dan mendaratkan pesawat. Penyelidikan selanjutnya menunjukkan bahwa microchip dalam sistem kontrol otomatis tiba-tiba memberikan pembacaan yang salah dengan bit yang salah - mungkin karena tabrakan dengan neutron.

Menurut statistik, pada ketinggian tinggi, sekitar 1.600 partikel kosmik per detik melewati setiap meter persegi permukaan. Artinya, sekitar 600 partikel kosmik per jam melewati setiap sentimeter persegi. Berdasarkan asumsi seperti itu, kegagalan acak mungkin bukan peristiwa yang jarang terjadi bagi seseorang.

Pada ketinggian lebih dari 9000 meter, intensitas fluks neutron 300 kali lebih tinggi daripada di permukaan laut. Kemungkinan pelanggaran sebagai akibat dari satu peristiwa juga meningkat. Sayangnya, tidak ada perlindungan nyata terhadap sinar kosmik, jadi yang tersisa hanyalah mengandalkan keberuntungan.

7 2008 Airbus A330-303 Qantas Airways () . 11 300  , . , , . 110 303 , 9 12 . 12 , 39 . SEU, «» « ». « », SEU .

Meskipun di Bumi kemungkinan satu kegagalan fungsi karena radiasi kosmik adalah 300 kali lebih rendah daripada pada ketinggian 9000 meter, kadang-kadang peristiwa yang paling tidak dapat dijelaskan yang terjadi dengan teknologi komputer dikaitkan dengan fenomena ini. Sebagai contoh, pada tahun 2003, mesin pemilihan elektronik di Schaerbeek (Belgia) menambahkan 4.096 suara ke salah satu kandidat. Investigasi mengungkapkan bahwa kegagalan ini disebabkan oleh perubahan dalam satu bit di memori perangkat. Alasannya disebut radiasi kosmik. Biasanya, kesalahan ditemukan hanya karena fakta bahwa kandidat menerima lebih banyak suara daripada yang mungkin. Kalau tidak, kegagalannya akan luput dari perhatian.

"Ini adalah masalah yang sangat besar, tetapi sebagian besar tetap tidak terlihat oleh masyarakat," kataBharat Bhuva adalah anggota Kelompok Penelitian Efek Radiasi dan profesor teknik elektro di Vanderbilt University (USA). Kelompok penelitian ini dibentuk pada tahun 1987, termasuk untuk mempelajari efek radiasi kosmik pada sistem elektronik. Awalnya, kelompok ini terlibat dalam sistem militer dan ruang angkasa, tetapi sejak tahun 2001 mereka telah memperluas cakupan minat ke elektronik konsumen.

Meskipun ada cukup banyak contoh kegagalan fungsi peralatan, SEU tetap merupakan fenomena yang sangat langka. Tetapi para ahli memperhatikan bahwa sirkuit mikro elektronik semakin banyak digunakan di berbagai peralatan rumah tangga. Kepadatan transistor pada chip meningkat, seperti halnya jumlah mereka. Karena itu, kemungkinan mengalami "kegagalan ruang" semakin meningkat setiap tahun. Pabrikan listrik sedang mempelajari masalahnya. Sebagai contoh, pada 2008, insinyur Fujitsu memanjat gunung berapi Hawaii untuk mengukur radiasi kosmik pada ketinggian 4.200 meter. Itu sekitar 16 kali lebih tinggi dari permukaan laut.

Untuk melindungi dari radiasi kosmik, produsen elektronik konsumen mencoba menggunakan bahan yang kurang sensitif dan kode koreksi kesalahan. Perangkat yang lebih mahal dapat menggunakan sistem duplikasi.

Para insinyur, administrator sistem, dan pemrogram sekarang memiliki alasan yang sangat baik untuk menjelaskan gangguan aneh dari teknologi komputer.

Source: https://habr.com/ru/post/id401681/