Transformacja eksploracji kosmosu za pomocą mikroprocesorów PIC64-HPSC firmy Microchip Technology

Krajobraz eksploracji kosmosu przechodzi transformacyjną zmianę wraz z pojawieniem się coraz bardziej złożonych misji, które wymagają większej autonomii i mocy obliczeniowej. Na czele tej rewolucji stoi wprowadzenie mikroprocesorów PIC64 High-Performance Spaceflight Computing (PIC64-HPSC) firmy Microchip, zapowiadających nową erę obliczeń o wysokiej wydajności dla eksploracji kosmosu i komercyjnych przedsięwzięć kosmicznych.

Konieczność zaawansowanych rozwiązań obliczeniowych dla kosmosu

Przez ponad dwie dekady NASA polegała na wzmocnionym przed promieniowaniem procesorze RAD750, aby zasilać ważne misje, w tym Deep Impact, łazik Mars Curiosity czy Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba. Jednak tradycyjne procesory klasy kosmicznej są coraz częściej postrzegane jako pozbawione skalowalności potrzebnej do przyszłych misji kosmicznych, zarówno pod względem technicznym, jak i ekonomicznym. Badanie Planetary Science Decadal Survey (2023-2032) przeprowadzone przez Narodowe Akademie Nauk, Inżynierii i Medycyny (NASEM) zidentyfikowało moc obliczeniową jako kluczowe ograniczenie technicznych aspiracji NASA. Rozwijający się komercyjny i prywatny przemysł kosmiczny, rosnący w tempie 7% CAGR z obecnych 330 miliardów dolarów do 755 miliardów dolarów do 2035 roku, również napędza innowacje i wymaga znacznego postępu w obliczeniach kosmicznych.

Podstawowe cechy procesorów kosmicznych nowej generacji

Jednostka mikroprocesora (MPU) jest kluczowa dla mocy obliczeniowej, dlatego procesory kosmiczne nowej generacji muszą spełniać zestaw wymagań, które przewyższają możliwości starszych procesorów kosmicznych.

• Doskonałe możliwości obliczeniowe i autonomiczne do obsługi rozszerzonych misji ze złożonymi celami.
• Szybka i zaawansowana łączność procesora do przetwarzania danych z czujników na dużą skalę w czasie rzeczywistym.
• Solidne środki bezpieczeństwa chroniące przed zagrożeniami fizycznymi, oraz cybernetycznymi.
• Wyjątkowa tolerancja błędów zapewniająca odporność i niezawodność misji.
• Zgodność z oprogramowaniem typu open source w celu usprawnienia procesów tworzenia oprogramowania.

PIC64-HPSC - przełom i przyszłość obliczeń kosmicznych

Zaprojektowane tak, aby spełniać i przekraczać powyższe wymagania i wyzwania, mikrokontrolery PIC64-HPSC są opracowywane zarówno dla rządowych agencji kosmicznych, jak i sektorów komercyjnych, z różnymi możliwościami, z których wiele nie było wcześniej dostępnych dla aplikacji obliczeń kosmicznych:

• Osiem 64-bitowych rdzeni procesora RISC-V® obsługuje wirtualizację, działanie w czasie rzeczywistym i rozszerzenia wektorowe w celu wdrożenia przetwarzania AI/ML.
• Możliwości sieciowe o dużej prędkości obejmują przełącznik Ethernet TSN 240 Gb/s wraz z PCIe® Gen 3 i Compute Express Link® (CXL®) 2.0 w konfiguracjach x4 lub x8. Zdalny bezpośredni dostęp do pamięci (RDMA) przez sprzętowe akceleratory RoCEv2 ułatwiające przesyłanie danych o niskim opóźnieniu ze zdalnych czujników bez obciążania wydajności procesora.
• Głębokie bezpieczeństwo z obsługą kryptografii postkwantowej, bezpiecznego rozruchu i funkcji antysabotażowych.
• Solidne funkcje odporności na błędy, takie jak działanie Dual-Core Lockstep (DCLS), architektura sprzętowa WorldGuard do partycjonowania i izolacji od końca do końca oraz pokładowy kontroler systemu do monitorowania błędów i ich łagodzenia.

Zapoczątkowując przełomową erę w dziedzinie obliczeń kosmicznych, mikrokontrolery PIC64-HPSC zmieniają zasady gry, obsługując szeroką bazę klientów z branży lotniczej i obronnej, będąc odpowiednimi do zastosowań w różnych aplikacjach, od inteligentnej krawędzi sieci bliskoziemskich po Marsa i dalej.

Gamma Sp. z o.o. jest autoryzowanym dystrybutorem rozwiązań firmy Microchip Technology w Polsce. Zapraszamy do kontaktu z naszym działem handlowym.