🇺🇸 Микроэлектроника для космоса. Процессоры. США

В NASA тестируют процессор нового поколения для использования в условиях космоса

NASA приступила к испытаниям процессора нового поколения, который создаётся в рамках проекта High Performance Spaceflight Computing (HPSC). В разработке участвует также компания Microchip Technology. Цель - обеспечить космические аппараты вычислительной мощностью, достаточной для самостоятельного принятия решений на борту без постоянной связи с Землёй.

Как заявляют в агентстве, от нового чипа ждут до 100х прироста производительности по сравнению с тем, что доступно сегодня. Первые тесты в Лаборатории реактивного движения (JPL) уже вроде бы показали пятисоткратное превосходство над радиационно-стойкими процессорами, которые используются сегодня.

В основе нового процессора лежит 64-битная архитектура RISC-V - для космоса выбран открытый стандарт, позволяющий адаптировать микросхему под конкретные задачи. Чип представляет собой систему-на-кристалле (SoC) и содержит 10 ядер SiFive X280 с векторными расширениями для задач искусственного интеллекта и машинного обучения, выдавая до 2 трлн операций в секунду при вычислениях с 8-битной точностью.

Техпроцесс при этом выбран далеко не самый передовой по меркам потребительской электроники - 12-нм FinFET на фабе GlobalFoundries в штате Нью-Йорк, входящем в список «доверенных фабрик» Министерства обороны США.

Но это - по земным меркам, а для космической отрасли, где до сих пор использовались процессоры, выполненные по процессам 150нм или еще более старым, это серьёзный прорыв: предыдущий стандарт - процессор RAD750, который, например, задействован в марсоходах Curiosity и Perseverance, а также на телескопе «Джеймс Уэбб» - был спроектирован ещё в конце 1990-х. Он весьма надежен, может выдержать от 200 тысяч до 1 млн рад, работает в диапазоне температур от −55 °C до +125 °C. Но у него всего 10,4 млн транзисторов при площади кристалла 130 кв.мм.

Долгое время считалось, что для космоса пригодны лишь такие микросхемы, изготовленные по специальным «радиационно-стойким» технологиям, но такие процессоры фатально уступали коммерческим аналогам по быстродействию.

Высокоэнергетические частицы, характерные для космического пространства способны вызывать одиночные сбои, дефекты и даже физически разрушать транзисторы, смартфонный чип, выполненный по технологии 3нм, за пределами магнитосферы вышел бы из строя за считанные часы.

В случае с HPSC эту проблему решили иначе: вместо того чтобы жертвовать архитектурой ради защиты, инженеры Microchip и JPL проектировали 64-битную RISC-V микросхему с учетом космического излучения. И выбрали для нее не самый передовой, но надежный 12-нм техпроцесс.

Процессор выпускается в двух вариантах - с «жёсткой» защитой от радиации для дальнего космоса и в радиационно-устойчивом исполнении для низких орбит, сохраняя при этом весь функционал современного чипа: Ethernet TSN, PCIe Gen 3, CXL 2.0 и даже постквантовую криптографию.

Испытания в JPL, стартовавшие в феврале 2026 года, продлятся ещё несколько месяцев. Разработчики уже отправили с нового чипа символическое письмо с темой «Hello Universe» - отсылка к первым тестовым сообщениям на заре компьютерной эры. После сертификации HPSC ляжет в основу вычислительных систем для лунных и марсианских миссий, а в перспективе - будет задействован в автономных аппаратах, уходящих далеко за пределы Солнечной системы, где сигнал до Земли идёт часами и рассчитывать приходится только на собственный «мозг» корабля.

Что же, остается констатировать, что американский космос получит большую вычислительную мощь. Это придает реалистичность идеям об ИИ на орбите.

✓ подписаться на канал,
✓ наши новости можно читать также на MForum и в ВК