什么？月球车上万的CPU，可能连斗地主都带不动？

Posted 2020-11-25

原本 CPU 市场是英特尔一家独大，但最近几年随着 AMD 在架构上突然的翻身崛起，CPU 又进入了新一轮的性能竞赛。
　　什么六核八核十核纷纷上马，频率也一路飙到了 5 GHz，搞得差评君两年前花数千元买的四核 i7 现在连 i3 处理器都打不过了。
　　100 MHz，要是换算成 GHz 的话只有 0.1 GHz，也就是说，玉兔二号的 CPU 运算性能，连我电脑的 1/50 还不到？
　　这玉兔二号月球车的造价虽然没有公开，但少说也是几百个亿的大项目，CPU 性能这么惨，也太没牌面了吧。
　　虽然后来有人出来辟谣，说月球车的设计属于绝对机密，网传消息不实。<strong>但最后却话锋一转，隐隐透露了玉兔二号的配置还不如网上传的</strong>。。。
　　一想到我国月球车的性能这么低，旁边的小黑胖都已经不能忍了，说着就要把自己的电脑发个快递，给航天局送过去。
　　其实吧，小黑胖要想解决这个问题，可能还不太够 —— <strong>因为在太空里，他电脑的 CPU 是会被辐射干「 翻 」的</strong>。。。
　　平常我们提到 CPU，都知道是工作在「 二进制 」模式下的，也就是整套电脑系统里只能处理 0 和 1 两种数值，分别代表「 <strong>关</strong> 」和「 <strong>开</strong> 」。
　　虽然一直有研究者想让电脑处理更多的数值（ 比如再多处理个 2 ），但依旧处在实验室阶段，目前的大部分电脑依旧是只认识两个数的铁憨憨。
　　这不除了 1 和 0，还有这么多字嘛。
　　其实，这么多元素都是被电脑运算过之后，呈现出来的具体结果 —— 实际上比如字母「 A 」，<strong>在电脑里是个「 01000001 」的八位组合</strong>。
　　再复杂一点，像「 差评 」两个字，原始数据就是「 11100101 10110111 10101110 」（ 差 ）和「 11101000 10101111 10000100 」（ 评 ）。
　　通常我们不用的时候，这一串串的 0 和 1 保存在硬盘里；等需要的时候，这些数据就传送到内存和 CPU 里进行处理。
　　但电脑可不比台灯，要是电脑里的<strong>「 01000001 」</strong>变成了<strong>「 01000000 」</strong>，我们看到的结果就会从「 A 」变成「 @ 」，直接改变了传输的数据。
　　像这种因为受到干扰，改变了 CPU 内部的电位，导致数据异常的情况，就叫做「 <strong>比特翻转</strong> 」或者「 <strong>单比特错误</strong> 」。
　　轻一点的比特翻转，电脑能自己修复；<strong>但要是遇上严重些的，运行错误和蓝屏都在屏幕对面等着我们</strong>。
　　以前吧，由于硬件素质不怎么坚挺，所以我们在 WinXP 上经常会遇到这种因为比特翻转导致的错误。
　　但宇宙里有一种地球上没有的东西，能够剧烈干扰 CPU 里的电位 —— 这个外力就是宇宙射线的电离辐射。
　　辐射大体分两种，爸妈常念叨的电子设备辐射都是电磁辐射，和微波炉加热的原理一样，撑死了能让我们感觉身子热乎点儿，没什么危害。
　　但电离辐射却是真正有危险的，虽然我们平常生活中几乎不可能接触到，但像什么用来造核弹的铀啊、钚啊，都是实打实的高危物质。
　　电离射线击打在人体细胞上能够变异细胞，轻点的引发癌症，严重的就直接见阎王了。
　　苏联切尔诺贝利的惨剧现在还写在教科书里
　　<strong>电离射线也会让电脑的芯片产生变化，改变电信号的电位状态</strong> —— 原本一个是 1 的电信号，被电离射线硬生生撞了一下，就成了 0。
　　曾经有一个挺有名的案例，美国的 Sun 公司发布过一款服务器 CPU，不过在系统运行过程中经常出现随机错误。
　　后来经过调查，发现是有一批原材料遭到过放射性物质的污染，导致那批 CPU 内部存在放射性物质，才导致了随机错误。
　　虽然不是所有 CPU 都会遇到被放射物污染过的原材料，但我们每天见到的太阳就是一颗超级大核弹，边爆炸，边发光发热。
　　地球上因为有大气层和地球磁场的存在，隔绝了几乎全部太阳射出来的电离辐射，只把光和热透了进来。
　　而且除了不能防辐射之外，我们平常用的 CPU 虽然工作频率高、性能强，但发热也大，所以还得在 CPU 上面套个大号的散热器。
　　差评君给大家看看我国之前研发的抗宇宙射线芯片「 SoC2012 」，为了防辐射在芯片的外面罩了一大圈子屏蔽罩。
　　除了最中间，其他部分都是屏蔽罩
　　这么一搞，就好像给发热的 CPU 罩了层大棉被，而宇宙里又是个随时都能在极寒和极热之间切换的鬼地方；外面热 + 发热 + 大棉被，你品品。
　　在宇宙这疙瘩，怎么有效屏蔽宇宙射线才是设计 CPU 的真真理，高运算频率什么的，暂时只能 YY 一下。
　　而且别看这些 CPU 性能差的一批，价格还不便宜：平常我们电脑的一块 CPU，卖两万就算顶天了；<strong>但上面图里那块国产防辐射 CPU，要价十万，还上不封顶</strong>。
　　这么着一对比价格，想必大家也就能明白能够抗干扰的 CPU 有多难做了吧。
　　而且虽然 100 MHz 纸面上比我们电脑的 5 GHz 低不少，<strong>但其实 100 MHz 代表的是每秒钟计算一亿次</strong>！
　　而且航天 CPU 是非常专精的一类芯片，不需要像我们的电脑一样打游戏、听歌、运行 Chrome 浏览器 ，只需要做到导航和接收控制指令就够了。
　　而要是真遇到了什么特别复杂的问题，也可以通过天地通讯回传到地面的控制站 —— 在那里还有一大排超级计算机等着干活呢。
　　虽然现有的技术能让我们的飞船在宇宙里到处乱跑了，但科幻片里那种高度智能的 AI 暂时还是没法陪我们一起上天了。
　　我们距离科幻片，还有不短的一段路要走，也算是一点儿小遗憾吧。