Pišući nedavno o kvaru jednog od računara na Nasinom roveru 'Curiosity', zainteresovao sam se za 'mozgove' sondi o kojima pišem već godinama. Neki od njih već decenijama rade u najekstremnijim uslovima, na niskim temperaturama, bombardovani kosmičkim zračenjem, oslanjajući se na sebe, svoj po pravilu skromni hardver i genijalnos tehničara na Zemlji, od kojih mnogi nisu bili ni rođeni kada je dotični računar projektovan.

Kao i svi dosadašnji Nasini roveri, i 'Perseverance' će da koristi dva mikroprocesora RAD750 (PowerPC750) na 200 MHz i sa preko 10 miliona tranzistora, ali šta je sa prethodnim kosmičkim letilicama? Napominjem da se slabo razumem u elektroniku, ali me interesuje, te ne zamerite ako nešto promašim ili neku termin pogrešno upotrebim. Takođe, pričaću o civilnom delu kolača (ko zna šta vojska mulja!) i o onim stvarima koje su već poznate i ustaljene. O najnovijim podacima i trendovima ne znam ništa sem da će Kinezi u narednim godinama zbrisati američku čipovsku konkurenciju i po snazi, i po brzini i po ceni i preplaviti tržište kvalitetnom robom. Konsekvence? Pratićemo. A biće ih...

1 2

Procesor RAD750 američkog ogranka britanske vojne firme 'BAE Systems Inc.' Ima snažnu zaštitu od kosmičkog (i nuklearnog!) zračenja, trpi bez problema temperature od -55º do 125ºC i troši samo 5W struje. Cena se krije, ali je svakako veća od $200.000, što zavisi od potreba naručioca.

Daleko najpopularniji mikroprocesor u Nasi je RAD6000, verzija PowerPC 601 koju je razvio IBM, a trenutno ga proizvodi 'BAE Systems'[1]. RAD6000, koji radi na maksimalnoj brzini od 33 MHz, bio je prvi 32-bitni mikroprocesor zaštićen od zračenja, i danas kontroliše ili je kontrolisao velik broj sondi, poput MER-ova 'Spirit' i 'Opportunity' (na 25 MHz), kao i ostale Marsove sonde kao što su 'Phoenix''Mars Polar Lander' i 'MarsClimate Orbiter''Mars Odyssey' i 'Mars Pathfinder' (u ovom slučaju s 64 MB memorije). Njime su bile opremljene i sonde MESSENGER (posle proučavanja od skoro 11 godina, pala je na Merkur 2015.), 'Dawn'(do skora je proučavala Vestu i Ceres, sa 8 GB solid-state memorije), 'Deep Space 1''Genesis' i 'Stardust'(misije za donošenje uzoraka), kao i kosmičke opservatorije 'Spitzer' (infracrveni teleskop), SDO (solarna opservatorija u niskoj orbiti), 'Swift' (gama-teleskop), 'Gravity Probe B' (satelit za proučavanje opšte relativnosti), STEREO (par satelita za promatranje Sunca sa solarne orbite) i 'Deep Space Climate Observatory'. Većina tih letilica je radila na operativnom sistemu VxWorks[2].

Vremenom je kompanija napravila i naslednika RAD750, koji nosi oznaku RAD5545, radi na 466 MHz, i proizvodi se u Virdžiniji. Kako kažu proizvođači, novi multi-core procesor je 10 puta jači od prethodnog i naći će primenu u meteorološkom i planetnom istraživanju i u komunikacionim, obaveštajnim i misijama od nacionalne bezbednosti. 'BEA' kaže da se procesor već nalazi u preko 900 računara na preko 300 satelita.

3
Matična ploča računara sa RAD6000. Pojavili su se na komercijalnom tržištu 1996.

4
Proizvodnja RAD750.

Sledeći najpopularniji mikroprocesor je svakako '1750A' (MIL-STD-1750A), posebno u letilicama starijim od petnaestak i više godina. '1750A' je računarska arhitektura koju je osmislila američka vojska, a ne određeni model čipa, stoga je proizvodi veliki broj kompanija. Ovaj 16-bitni mikročip je, između ostalog, bio zadužen za kontrolu Nasine sonde 'Cassini' (posle skoro 20 godina, misija oko Saturna je okončana 2017.) i Esine sonde 'Rosetta' (slavni istraživač komete 67P/Čurjumov-Gerasimenko). Putovao je i sa sondama 'Clementine''MarsGlobal Surveyor' (koji je takođe imao ugražene 'Intelove' procesore '8086' u ostalim računarima) i Esinim satelitima 'Cluster' za proučavanje magnetosfere, 'Envisat' (u to vreme najveći civilni osmatrački satelit na svetu), kao i brojnim satelitima u niskoj orbiti oko Zemlje ('Aqua''Aura''Terra''Landsat 7', 'GOES-13', 'GOES-O' i 'GOES-P' itd.). Zahvaljujući vojnim iskustvima, procesor je korišćen i u raketama ratnog vazduhoplovstva, 'Titan IV'[3], tj. u njihovim računarima za utvrđivanje položaja i navođenje.

Kao starom obaveštajcu, upalo mi je u oči da je američka vojska uspela da svoj stari vojni procesor, već prevaziđen, uvali Indusima i njihovom kosmičkom programu. Zato je njihova kosmička agencija ISRO koristila američki čip u misiji Marsovog orbitera 'Mangalyaan' (MOM), kao i u čitavoj seriji domaćih satelita GSAT/INSAT/IRS.

4a
Čip 1750A. Ne samo da se koristi u kosmosu, već ga imaju i svi američki avioni-lovci i helikopteri.

Drugi kosmički mikroprocesor je Mongoose-V, verzija zaštićena od zračenja MIPS procesora R3000britansko/američke kompanije 'Synova, Inc.' Troši svega 5 W struje i radi na 10 i 15 MHz. Najpoznatiji je po tome što i danas upravlja (na 15 MHz) glavnim računarom sonde 'New Horizons' koja je, posle posete Plutonu 2015, trenutno na putu ka novom Kajperovom asteroidu.

Takođe su se u različitim svemirskim letilicama koristili i 'Intelovi' mikroprocesori. Mali Marsov rover 'Sojourner' imao je 'Intelov' mikroprocesor '80C85' od 2 MHz, a kosmički teleskop 'Hubble' koristi procesor '486'[4] (80486), mada je prethodno koristio '386', procesor koji se takođe koristi u nekim glavnim računarima na ISS. Vrlo je popularan i NSSC-1 (NASA Standard Spacecraft Computer-1), računar s arhitekturom koju je 1974. osmislio Goddardov kosmički centar (GSFC), a koji je ulazio u opremu gama opservatorije 'Compton''Solar Maximum Mission' ili sateliti UARS i 'Topex'/'Poseidon'.

6
'Mongoose-V'
 (Synova).

Ako se vratimo dalje u prošlost, sonde 'Galileo' i 'Magellan' koristile su po šest RCA 1802 mikročipova u glavnim računarima (takođe izvorno korišćenim i u nekim sistemima brodova), 8-bitni single-čip korporacije 'RCA'. Naravno, većina prvih sondi i satelita koristila je mikroprocesore izgrađene isključivo za te misije (ili nisu imali mikroprocesore kao takve), pa ih nije lako identifikovati. 'Vikinzi' su koristili 'General Electricove' 18-bitne računare od 25 kHz s feritnom memorijom od 4 KB u oba orbitera, dok su lenderi imali redundantne računare opremljene s dva 'Honeywell' HDC 402 procesora sa 18 K memorije. 'Voyageri' su imali tri računara, od kojih je jedan bio sličan 'Vikinškim' orbiterima, a ostali (Flight Data Subsystem) su radili na 16 bita i 80 kHz.

'Apollo' je koristio digitalni računar AGC (Apollo Guidance Computer) Block II u dve verzije, jednoj u servisnom modulu, a drugoj u lunarnom modulu, koji su uopšteno imali 2 KB RAM memorije, 36 KB ROM memorije (feritna jezgra) i radili su na 1 MHz[5]. Svemirska stanica 'Skylab' i šatlovi su u početku koristili IBM-ove avioničke računare iz modifikovane familije '4Pi', vrlo popularan proizvod na raznim američkim vojnim avionima i projektilima. Zanimljivo je da je '4Pi' trebao da bude deo tajne vojne orbitne stanice MOL'Skylab' je koristio 16-bitnu verziju, ali su šatlovi početkom 80-ih uključivali pet računara 'AP-101', 32-bitnu verziju '4Pi' s 480 kHz opremljenu mikroprocesorima 'Intel' 8086 (uključivao je i 'RCA' 1802 mikroprocesore za displeje). Možda se ovo čini malo, ali u svoje vreme to je bila revolucija (pogotovo u poređenju sa računarima na 7 kHz u kapsulama 'Gemini'). Krajem 90-ih, šatlovi su imali 'Intelove' mikroprocesore '386' u svojih pet glavnih računara.

Ruski i sovjetski sateliti su takođe koristili mnoge nestandardne mikroprocesore specifične za svaku misiju, iako možemo da pronađemo i neke relativno uobičajene. Prva digitalna verzija 'Sojuza' ('TMA-M') koristila je računar 'CVM-101' (rus. ЦВМ-101, цифровая вычислительная машина) proizvođača NII 'Submikron', opremljen procesorom '1V812' od 24 MHz i sa 2 MB RAM-a[6]. Sa druge strane, 'CVM-22', koji ima mikroprocesor od 60 MHz, korišćen je u nekoliko satelita i, u jako modifikovanom obliku, u zlosretnoj Marsovoj sondi 'Fobos-Grunt'. Veliki broj sovjetskih sondi ('Mars 2-7', 'Venera 9-16' i 'Vega 1-2') koristio je računar 'S-530', koje je radio na 100 kHz.

7
Sovjetski računar 'CVM-22' naučnog instituta 'Submikron'.

I to bi bilo to što sam mogao da nađem. Svako vidi da fale Kinezi. Iako su ušli u trku kada su im konkurenti već bili i na Mesecu i Marsu i Veneri, ozbiljno prete da će uskoro svu konkurenciju oduvati. Vidim da se među komentatorima na sajtu povremeno razvija diskusija o 'ratu' (ili bez navodnika) između USA i Kineza (mučenu EU više niko ni ne pominje). Kina je definitivno stavila tačku na najlon-kese, rajsferšluse i hemijske (to će da prepusti drugima), a ona se u narednom petogodišnjem planu okreće visokoj tehnologiji i podizanju standarda svojih stanovnika. Obzirom da čak i u ovim uslovima imaju ogromne suficite, moćnu proizvodnju, na tone genijalnih inženjera[7] i najbolje univerzitete na svetu[8], nije teško predvideti rezultat. Jedan od ciljeva je jeftin i supermoćni procesor koji će zbrisati konkurenciju jer će koristiti tehnologiju koja je u Americi tek u povoju a ostatak sveta o tome tek čita u novinama. Kina već sada poseduje najbrže superračunare na svetu[9]a sa razvojem veštačke inteligencije preuzeće primat u svim oblastim na svetu[10]. Njihovi računari će biti nepojamni za ostatak sveta, doći će do takve revolucije za koju će pronalazak parne mašine, industrijalizacija, elektrifikacija ili prelazak na elektroniku biti samo bleda slika. Mnogi u svetu, a pogotovu u Americi, nisu ni svesni šta se valja iza brega... Ovo što sam napisao u ovoj priči biće samo deo zaboravljene istorije, što je već i sada.

 

[1] Prvo su ih proizvodili u 'IBM Federal Systems', pa ih je kupila američka privatna firma 'Loral' koja radi za vojsku, a onda ih je sve kupio 'Lockheed Martin'. Danas su deo 'BAE Systems Electronoc Systemsa'

[2] Čudo od softvera još od 1987, zaštićen i vlasništvo je američke privatne investicione kompanije 'TPG Capital', koja ima investicione fondove od preko $50 mld. i brine samo o poslovima svetskih bogataša. Skoro sve što su Ameri lansirali u kosmos u poslednjih 15-20 godina koristilo je ovaj OS, kao i mnogi vojni i civilni avioni, kamioni, automobili, industrijski roboti, komunikaciona infrastruktura i mreže i sl.

[3] Sredinom 80-ih, američka vlada je bila zabrinuta da šatlovi, konstruisani da nose sve američke terete i zamene sve bespilotne rakete, ipak neće biti u stanju da se izbore sa svim vojnim i špijunskim misijama. Zato je E.C. Aldridge, aeronautički inženjer, vladin elemenat u Ministarstvu odbrane, astronaut na šatlu, podsekretar Ratnog vazduhoplovstva i direktor monstrumske špijunske organizacije NRO, doneo odluku da kupi raketu za 10 NRO satelita, a to je obrazložio potrebom da raketa 'pomaže' šatlovima. Raketa je kasnije preimenovana u 'Titan IV' i izvršila je samo 3 vojna leta. Posle tragedije sa 'Challengerom' 1986. raketni program je opet živnuo, a 'Titan IV' je bio najveća i najjača raketa vojske. Do sada je 65 ovih raketa koštalo SAD oko $40 milijardi.

[4] Iako starudija, procesor vrši 40 miliona instrukcija u sekundi. Nasledio ga je 'Pentium' (P5).

[5] Sećam se kada sam pisao feljton o misiji 'Apollo 11' da sam se veoma iznenadio videvši da je većina softvera za AGC bila čuvana u specijalnoj read-only memoriji poznatoj i kao core rope memory, napravljenoj u vidu čudesnih pletenica žičica namotanih oko magnetnihjezgara.

[6] Isti trokanalni računar je korišćen i kod teretnog 'Progressa', serije malih satelita 'Kondor', satelita za daljinsko osmatranje 'Arkon-2'itd.

[7] Još pre 15 godina sam slušao u SAD da Kina svake godine izbaci dva miliona inženjera! Oni nisu k'o ovi naši bežali iz zemlje trbu'om za kru'om već su se specijalizovali i ostajali u zemlji.

[8] 20 najjačih svetskih univerziteta ima danas svoje kampuse u Kini. Dok Ameri zarađuju od (pre)skupih školarina, Kinezi grade armije superstručnjaka u svim oblastima. Ne razumeju. Npr. gledao sam kako su neki od najboljih ekonomskih pravnika, postdoktoranata sa IQ 200, iškolovanih na Jejlu, bili vredni Kinezi koji su se vratili u svoju zemlju i odmah ušli u kineske državne timove za trgovinske pregovore sa Amerikom i tu ih drali jer su bili bolji i pametniji od svojih kolega 'odande'.

[9] Sa preko 1015 operacija u sekundi (kineski 'TH-1' 3-4 puta više). Ako znamo da je njihov razvoj u Americi potsticasla trka u naoružanju sa Sovjetima i da su glavne mašine i danas nedostupne civilima već su zakopane u planinama i potopljene na dnima (se tako kaže?) okeana (glavni serveri Googla, Amazona i sl. su tako zakopani da im ni globalni nuklearni rat ne može ništa), onda nije teško uvideti ko će za kratko vreme piti a ko vodu donositi.

[10] Kina u artifišal ulaže recimo godišnje $140 mld, SAD $40 a Britanija sa EU recimo $8. To je kao trka na 100 m. Nije važno ko si, koliko si jak ili brz jer si krenuo 10 minuta posle mene. Nikada me nećeš stići...

Draško Dragović
Author: Draško Dragović
Dipl inž. Drago (Draško) I. Dragović, napisao je više naučno popularnih knjiga, te više stotina članaka za Astronomski magazin i Astronomiju, a učestvovao je i u nekoliko radio i TV emisija i intervjua. Interesuje ga pre svega astronautika i fizika, ali i sve teme savremenih tehnologija XXI veka, čiji detalji i problematika često nisu poznati široj čitalačkoj publici. Izgradio je svoj stil, lak i neformalan, često duhovit i lucidan. Uvek je spreman na saradnju sa svojim čitaocima i otvoren za sve vidove komunikacije i pomoći. Dragovićeve najpoznatije knjige su "KALENDAR KROZ ISTORIJU", "MOLIM TE OBJASNI MI" i nova enciklopedija "NEKA VELIKA OTKRIĆA I PRONALASCI KOJA SU PROMENILA ISTORIJU ČOVEČANSTVA"

Zadnji tekstovi:


Komentari  

ddragovic
+1 #3 ddragovic 06-01-2021 14:32
Hvala obojici na komentarima.
Dobro si primetio - procesorima, kao i svemu što treba da radi u kosmosu - nija najvažnija osobina brzina nego pouzdanost. Za njih je smrt zračenje i temperatura.
Željko
+1 #2 Željko 05-01-2021 23:45
Poštovanje, veoma interesantan tekst. Evo ga još jedan za one koji znaju engleski jezik.

https://arstechnica.com/science/2019/11/space-grade-cpus-how-do-you-send-more-computing-power-into-space/

Sve najbolje,
Željko Perić
Ljubomir
+3 #1 Ljubomir 05-01-2021 00:45
-
- Spomenuti procesori deluju spori, ali svuda u industriji koriste se sporiji procesori, otprilike istih frekvencija kao u gornjem tekstu. Vazno je da su dugotrajni, otporni na udarce i visoke temperature, brzina nije toliko bitna. Mnoge masine sa takvim procesorima rade i po 30 godina neprekidno 24 sata dnevno bez zastoja. Nista slicno ne bi postigli sa kucnim racunarima.
-
- Imao sam prilike da vidim kako je nova kontrolna kutija sa jeftinijim procesorom, vredna oko 400 dolara, pala coveku iz ruke na beton. Kutija se raspala na 3 dela i plocica sa procesorom je ispala napolje. Ali kutija je bila od tvrde plastike i raspala se ne kao staklo, nego po odreedjenim savovima. Isti taj covek je uz pomoc jednog srafcigera sklopio ceo uredjaj kao "Lego" kockice i kad je ukljucen u masinu sve je radilo besprekorno.
-

Dodaj komentar


Sigurnosni kod
Osveži