第65章 真空与辐射(1 / 2)

星载计算机的研制,如同一艘驶向未知海域的航船,刚刚离开“重量与功耗”的浅滩,便迎面撞上了“真空与辐射”的冰山。这两大太空环境的终极杀手,远比想象中更为狰狞。

方案论证会议室里,烟雾缭绕的程度比院长办公室有过之而无不及。墙上挂满了初步的结构草图、电路框图,以及用红色墨水醒目标注着问号和惊叹号的环境参数表。压抑的气氛几乎凝成了水珠,从天花板上滴落。

“真空环境,”一位负责结构与环境适应的老工程师,用教鞭敲打着黑板上的示意图,声音干涩,“不仅仅是‘没有空气’那么简单。它意味着常规的对流散热完全失效!我们的计算机在运行时会产生热量,在地面上,靠空气流动就能带走大部分。但在真空里,热量只能依靠传导和辐射这两种效率低得多的方式散发出去!如果热设计失败,机器要么在低温下无法启动,要么就在自身产生的热量里被活活‘闷烧’至死!”

他指向草图上那几个被重点圈出的芯片位置:“这些功耗大户,将是最大的发热源。我们必须设计极其高效的导热路径,可能要用到昂贵的铍青铜、高导热石墨材料,还要考虑在表面喷涂特殊涂层,以增强热辐射能力。这不仅仅是增加点重量的问题,更是结构和材料工艺上的巨大挑战!”

他的话音刚落,另一位专门研究空间辐射效应的女专家就站了起来,她的脸色同样凝重。

“热问题或许还能靠材料和结构想办法,但辐射……”她顿了顿,似乎在寻找合适的词语来描述其恐怖,“太空充满了来自太阳和宇宙深处的高能粒子辐射,以及地球辐射带捕获的带电粒子。它们像无形的、极度微小的炮弹,可以轻易地穿透外壳,直接轰击芯片内部的晶体管。”

她在黑板上画了一个简单的晶体管结构。“高能粒子击中硅晶格,可能产生额外的电荷,导致逻辑状态瞬间翻转——也就是我们之前遇到过的‘软错误’,但在太空,这将是常态!更可怕的是,如果粒子能量足够高,可能直接造成晶格损伤,形成永久的、不可恢复的‘硬错误’!或者引发门锁效应,导致器件烧毁!这意味着,我们的计算机可能在毫无征兆的情况下,突然瘫痪,或者直接报废!”

“砰!”王铁柱忍不住一拳砸在桌子上,震得几个搪瓷缸子嗡嗡作响,“他娘的!这鬼地方,又是冻又是烤,还有看不见的枪子儿满天飞!这计算机上去,不就是个活靶子吗?!”

他的话粗鲁,却道出了所有人的心声。会议室里一片死寂,绝望的情绪如同潮水般上涨。这已经不是技术难题,这更像是自然法则对他们设下的、近乎无解的绝杀局。

陆知行坐在主位,双手交叉放在桌上,指节因为用力而微微发白。他没有看那些令人沮丧的图表,而是将目光投向一直沉默不语的林云深和雷震宇。

“林工,”陆知行点名,声音在压抑的会议室里显得格外清晰,“从逻辑和系统层面,对抗辐射引起的软、硬错误,有什么思路?”

林云深抬起头,镜片后的目光穿过烟雾,显得异常冷静,仿佛那些可怕的辐射在他眼中只是一组需要处理的异常参数。

“三重模冗余表决。”他言简意赅地吐出几个字,随即拿起粉笔,在黑板上快速画出一个结构图,“关键逻辑单元和存储单元,同时由三套完全相同的电路执行或存储,通过一个表决器进行输出。只要不是两套或三套同时出错,系统就能自动屏蔽错误,输出正确结果。这是应对软错误最有效的架构级策略。”

他顿了顿,补充道:“但这会显着增加芯片面积、重量和功耗。”

接着,他又写下几个术语:“纠错编码,EdAc。在存储器总线和应用数据流中引入校验位,可以检测并纠正单比特错误,检测多比特错误。需要额外的编码解码电路。还有,定期内存扫描刷新,watchdog 定时器……这些是软件和系统级可以采取的容错措施。”

他的话语,像是一把冰冷的手术刀,开始尝试解剖这个名为“辐射”的怪物。

陆知行点了点头,目光转向雷震宇:“老雷,物理层面的加固,有没有可能?”

雷震宇眯着眼,盯着黑板上的芯片结构图,仿佛要用目光将它拆解。他缓缓开口,声音低沉而肯定:“有。但得下狠功夫。”

“第一,精选元器件。不是从货架上拿,而是要跟厂家定制,提出远超军标的抗辐射指标,对每一批次的芯片进行抽样辐照试验,筛选出‘硬骨头’。”