Компьютеры и Космонавтика

[zyxman]

2. Если сравнивать одинаковые чипы, но с разной частотой работы, то их надёжность будет одинакова.  

Чипы никто не сравнивает. Это почти одно и то же что сравнивать песок черного и красного морей - практически никакой разницы.
Сравнивают чип в плате и в сервере, а тут безусловно чем ниже частота тем ниже тепловыделение, потребление и ВЧ наводки и соответственно тем проще соответствующие системы и тем выше надежность.

[TAU]

Для области, в которой за десять лет обновляется все

Вы к космонавтике имеете весьма косвенное отношение, не правда ли?  
Судя по этому заявлению. Только не обижайтесь.

тогда не было ни современных алгоритмов обработки данных(даже многих алгоритмов сортировки!)

Это уже чересчур!

[TAU]

Радиация на околоземных орбитах не настолько высокая, чтобы особо сильно влиять на работу потребительских процессоров

Увы, Вы заблуждаетесь.

Надежность? Даже китайский хлам как правило выбрасывается в результате морального устаревания, а не в результате поломок. В современных железках может отвалится какой-нибудь провод, рвануть конденсаторы, но непосредственно процы горят крайне редко

См. выше.
http://www.novosti-kosmonavtiki.ru/phpBB2/viewtopic.php?t=8512&postdays=0&postorder=asc&start=525

[TAU]

я неоднократно давал тут ссылки на разработчиков ПО для MERов, они внекоторой степени используют элементы советской и российской разработки для этого аппарата

Очень интересно! А это относится только к ПО обработки изображений?
Спасибо.

[avmich]

А от реализации какого-то алгоритма в железе FPGA, до приличного процессора путь еще дальше чем от DSP

Дальше,  да, но не так чтобы очень далеко. Компании типа этой - http://mosis.com/ - среди услуг предлагают (как правило, университетам, но и частники вполне могут закупать) возможность изготовления, в виде чипа, заданного заказчиком дизайна. Малыми партиями, цены порядка единиц тысяч долларов, кажется...

Все правильно, кроме цены. Радиационно-стойкие приборы раз так в двадцать дороже.  Например полетный вариант процессора Mongoose-V MIPS R3000 предлагают за 43 тысячи долларов за штуку. Наземный (отладочный) вдвое дешевле. И это за готовый процессор. Заказной же обойдется соответственно дороже.

Это всё так, но я и не говорил о ценах на радиационно-стойкие дизайны :) . К тому же в космосе много задач можно решить на современных приборах обычного потребительского класса. Не надо вдвадцатеро переплачивать.

[Not]

К тому же в космосе много задач можно решить на современных приборах обычного потребительского класса. Не надо вдвадцатеро переплачивать.

Вы, случайно, к Персоне отношения не имели?  :wink:

[avmich]

К тому же в космосе много задач можно решить на современных приборах обычного потребительского класса. Не надо вдвадцатеро переплачивать.

Вы, случайно, к Персоне отношения не имели?  :wink:

Не верится, что обычная электроника может на 800 км орбитах работать? ;) Почитайте про телескоп MOST.

[Not]

К тому же в космосе много задач можно решить на современных приборах обычного потребительского класса. Не надо вдвадцатеро переплачивать.

Вы, случайно, к Персоне отношения не имели?  :wink:

Не верится, что обычная электроника может на 800 км орбитах работать? Почитайте про телескоп MOST.

Верится, но при наличии экрана. А ссылочку не дадите на электронику MOST ?

[avmich]

Ну, сразу ссылочку...

Информация из общения на форуме с участником команды разработки аппарата. Упоминал, в частности, что за несколько лет работы на борту только одна ошибка, которая может - но не обязана - быть следствием выхода из строя электроники из-за радиации.

Объяснение надёжности потребительской электроники - в том, что так дешевле :) . Дешевле всю электронику делать надёжнее, это улучшает потребительские качества.

[zyxman]

Ну, сразу ссылочку...

Информация из общения на форуме с участником команды разработки аппарата. Упоминал, в частности, что за несколько лет работы на борту только одна ошибка, которая может - но не обязана - быть следствием выхода из строя электроники из-за радиации.

Там проблема что гражданский КМОП имеет свойство тиристорного залочивания выводов, и для разлочивания нужно полное обесточивание (у радиационно-стойкого КМОП усложненная структура у которой залочивания нет).
- если система допускает периодическую полную перезагрузку электроники с обесточиванием, то действительно, можно и не заморачиваться сильно радиационно-стойкостью а ограничиться защитными экранами и тупыми ресетилками.

Объяснение надёжности потребительской электроники - в том, что так дешевле . Дешевле всю электронику делать надёжнее, это улучшает потребительские качества.

Не так.
Полностью выловить и исправить все ошибки в сложной системе невозможно, но у потребительской техники почти всегда намного больше серийность чем у заказной, и соответственно, как это не забавно, потребительская оказывается ближе к идеалу чем заказная.

[sychbird]

Новое поколение[/size]
Главная особенность СКИФа четвертого ряда – практически полностью отечественное происхождение. Из нероссийских компонентов в новой плате – только процессоры, которые поставляются компанией Intel. Более того, компоненты эти не только созданы в России, но и в большинстве своем не имеют аналогов в мире.
В частности, в представленной общественности на днях плате реализованы инновационная система водяного охлаждения, уникальная суперскоростная система управления, а также технология компактного размещения рабочих компонентов: на данной разработке нет ни одной подвижной детали, что увеличивает ее надежность и уменьшает размеры.
Одна плата при максимально мощной конфигурации в состоянии обеспечить производительность до 3 TFLOPS, а система, содержащая несколько сотен таких плат, – до 500 TFLOPS. Последней цифры создатели СКИФа планируют достигнуть уже в этом году.

Top-500
Предыдущие ряды семейства СКИФ едва ли могли похвастаться такими результатами. «В рядах 1, 2 и 3 мы использовали стандартные, широко представленные на рынке решения: материнские платы, технологии системной сети, средства организации охлаждения и тому подобное. Этот этап пройден. В ряде 4 мы разрабатываем оригинальные решения на самом передовом крае технологий. Разрабатываем то, что сегодня на рынке недоступно, — рассказывает директор ИПС имени А. К. Айламазяна РАН, научный руководитель от Российской Федерации программ СКИФ и КИФ-ГРИД, член-корреспондент РАН Сергей Абрамов. — Только собственные и самые передовые технологии могут обеспечить базу для отечественных супер-ЭВМ высшего уровня производительности, соответствующего первым позициям в Top-500».

Интервью
Почему заграница нам не поможет?
На этот и другие вопросы в интервью Infox.ru отвечает Сергей Абрамов, директор Института программных систем имени А. К. Айламазяна Российской академии наук, научный руководитель от Российской Федерации программ СКИФ и СКИФ-ГРИД.
Top-500, о котором упомянул Сергей Абрамов, — рейтинг самых производительных суперкомпьютеров в мире, обновляющийся каждые полгода. Называться суперкомпьютерами официально имеют право лишь те машины, которые в этот рейтинг попадают.

С 2003 года по сегодняшний день машины из семейства СКИФ побывали в нем 11 раз, с каждым годом только улучшая собственные позиции. Так, если в ноябре 2003 года СКИФ К-500 занял 406е место в этом рейтинге, то в июне 2008 года СКИФ МГУ был уже на 36м месте. Правда, к ноябрю того же года он опустился до 56го места, но в том-то и дело, что российская разработка хоть и устаревает с течением времени, но не выпадает из рейтинга уже через полгода, как это бывает с зарубежными коммерческими решениями.

В проекте создания супер-ЭВМ ряда 4 заложены технические решения и ноу-хау, обеспечивающие удержание высоких позиций на мировом рынке в течение ближайших пяти лет. Сегодняшние технические показатели четвертого ряда СКИФов — только начало, к концу 2009 года производительность машины планируется увеличить до 1 PFLOPS, а в период 20102012й – до 1015 PFLOPS. Примечательно, что примерно на то же время запланировано завершение недавно анонсированной компанией IBM машины мощностью 20 PFLOPS. Если планы ученых из РАН не изменятся, то российский и американский суперкомпьютеры будут разделять всего 5 PFLOPS. Машина от IBM будет все еще быстрее СКИФа, но не вдвое, как сейчас.
http://www.infox.ru/hi-tech/computer/2009/03/04/supercomputers_SKIF.phtml

Кто нибудь из знающих вопрос может это прокоментировать?

[avmich]

Насколько я знаю, защитных экранов у МОСТа нет. Весь аппарат, кстати, меньше 70 кг массой. Детали, конечно, надо искать...

[Not]

Насколько я знаю, защитных экранов у МОСТа нет. Весь аппарат, кстати, меньше 70 кг массой. Детали, конечно, надо искать...

Аппарат летает на ССО, так? Значит доза радиации должна быть порядка 1 - 10Krad в год. И это при спокойном солнце. Далее,  промышленная электроника выходит в разных градациях по радиационной стойкости, даже без специальной топологии, по итогам отбора. Мне кажется ваш коллега что-то вам  не договаривает. Вот, поинтересуйтесь:

http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/34868/1/93-0287.pdf

[zyxman]

Новое поколение[/size]
Главная особенность СКИФа четвертого ряда – практически полностью отечественное происхождение. Из нероссийских компонентов в новой плате – только процессоры, которые поставляются компанией Intel. Более того, компоненты эти не только созданы в России, но и в большинстве своем не имеют аналогов в мире.
...

Кто нибудь из знающих вопрос может это прокоментировать?

Я могу.
У процессоров Intel довольно нетривиальный протокол интерфейса с системной логикой (чипсетом), и никак без этого интерфейса высокопроизводительный компьютер не получить - процессор без чипсета только камень.
Более того - этот протокол был секретом фирмы и открыт с оговорками буквально в прошлом году.
На разработку СБИС сложностью чипсета требуется от отмашки до готового образца пол года минимум (нормально считается полтора-два года), при условии доступного идеально работающего экспериментального производства и опытных специалистов.

Теоритически в России есть один соответствующий завод и есть люди, спроектировавшие МЦСТ, то есть слепить чипсет есть и кому и на чем.

Но см выше - тут говорилось что серверный процессор достаточно много и небыстро интенсивно тестируется, так вот чипсет ненамного легче.

С AMD, кстати ситуация попроще - у него используется давно уже стандартизированная шина HyperTransport и для нее можно купить коммерческие решения.

С учетом что в предыдущих СКИФ-ах использовались заказные материнские платы, производства одного крупного азиатского производителя, вероятнее всего статья журналамерская, из чего может следовать что угодно: и то что про чипсет забыли, и что там не Intel а AMD (кстати в существующих СКИФ-ах применялся AMD Opteron), и то что чипсет тоже импортный, и то что свой чипсет есть но еще сырой (а компьютер станет царь-компьютером).

[avmich]

Насколько я знаю, защитных экранов у МОСТа нет. Весь аппарат, кстати, меньше 70 кг массой. Детали, конечно, надо искать...

Аппарат летает на ССО, так? Значит доза радиации должна быть порядка 1 - 10Krad в год. И это при спокойном солнце. Далее,  промышленная электроника выходит в разных градациях по радиационной стойкости, даже без специальной топологии, по итогам отбора. Мне кажется ваш коллега что-то вам  не договаривает. Вот, поинтересуйтесь:

http://trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/34868/1/93-0287.pdf

Да в том и дело, что мнение о том, что на орбитах обязательно требуется навороченная супердорогая защищённая электроника, на поверку оказывается ошибочным. Да, там, где MOST летает, радиация довольно заметная, я знаю. И тем не менее...

P.S. Нашёл цитату.

"The parts are mostly "industrial" grade, i.e. commercial grade except
qualified for a wider temperature range.  There's not a rad-hard part
anywhere, despite a relatively high (882km) polar orbit...

Now, some care did go into this.  There are no rad-hard parts, but some
effort was made to avoid types of parts which have historically been
rad-soft, and we did radiation-test a couple of major parts to make sure
they weren't grossly rad-soft.  We avoided some categories of parts, like
electrolytic capacitors, which don't cope well with vacuum or vibration,
and checked materials carefully on some others.  Everything was
low-power anyway, because spacecraft generally are short of power..."

[Not]

Да в том и дело, что мнение о том, что на орбитах обязательно требуется навороченная супердорогая защищённая электроника, на поверку оказывается ошибочным. Да, там, где MOST летает, радиация довольно заметная, я знаю. И тем не менее...

Выводы аварийной комиссии были очень оригинальны.
Одни, потупив взор, удивленно сообщили комиссии, что оказывается орбита "Персоны" лежала практически на границе радиационных поясов, а им никто до пуска этого не сказал.

Не находите противоречия?

There are no rad-hard parts, but some
effort was made to avoid types of parts which have historically been
rad-soft, and we did radiation-test a couple of major parts to make sure they weren't grossly rad-soft.  

Иначе говоря, были выбраны наиболее устойчивые изделия из партии. Кстати, радиационное тестирование обычно проводится на ускорителях и в радиационных камерах, что весьма недешево.

К слову сказать, современные коммерческие изделия устойчивее тех, что были десять лет назад:

http://www.aero.org/publications/crosslink/summer2003/06.html

In some tests, several commercial CMOS devices withstood more than 100 kilorads of total-dose radiation, which is adequate for some space missions. Still, this level of inherent total-dose hardness may not be sufficient for many space applications

[avmich]

Да в том и дело, что мнение о том, что на орбитах обязательно требуется навороченная супердорогая защищённая электроника, на поверку оказывается ошибочным. Да, там, где MOST летает, радиация довольно заметная, я знаю. И тем не менее...

Выводы аварийной комиссии были очень оригинальны.
Одни, потупив взор, удивленно сообщили комиссии, что оказывается орбита "Персоны" лежала практически на границе радиационных поясов, а им никто до пуска этого не сказал.

Не находите противоречия?

Честно говоря, нет :) . Из того, что кто-то, "потупив взор", сообщил это комиссии, мне кажется, не следует, что промэлектроника не должна работать в космосе на границе поясов :) .

There are no rad-hard parts, but some
effort was made to avoid types of parts which have historically been
rad-soft, and we did radiation-test a couple of major parts to make sure they weren't grossly rad-soft.

Иначе говоря, были выбраны наиболее устойчивые изделия из партии. Кстати, радиационное тестирование обычно проводится на ускорителях и в радиационных камерах, что весьма недешево.

Бюджет на создание MOST - всего 4 млн долларов; недешёвых решений там не принималось.

И читайте внимательнее, пожалуйста: не "были выбраны наиболее устойчивые изделия из партии", а "we did radiation-test a couple of major parts to make sure they weren't grossly rad-soft". Переводить надо? :)

К слову сказать, современные коммерческие изделия устойчивее тех, что были десять лет назад:

http://www.aero.org/publications/crosslink/summer2003/06.html

In some tests, several commercial CMOS devices withstood more than 100 kilorads of total-dose radiation, which is adequate for some space missions. Still, this level of inherent total-dose hardness may not be sufficient for many space applications

MOST был запущен лет 5 назад.

[Not]

MOST был запущен лет 5 назад.

Интересно. А чем он занимался 13 декабря 2006 ?

http://www.esa.int/esaSC/SEMB49QJNVE_index_0.html

An energetic storm on the Sun has forced ESA mission controllers to react to anomalies or take action to avoid damage to spacecraft. Several missions, including Integral, Cluster and Envisat, felt the storm's effects, highlighting the need for ESA's ongoing development of space weather forecasting tools.
 
The joint ESA/NASA spacecraft SOHO (Solar & Heliospheric Observatory) imaged a large solar flare on 13 December that led to an energetic solar radiation storm.

The LASCO (Large Angle and Spectrometric Coronagraph Experiment) instrument on board SOHO detected a powerful coronal mass ejection (CME) generated by the storm; the CME - a stream of fast-moving atomic particles - was directed towards Earth. The flare also generated X-rays.  
 
   
The ejection arrived at Earth 14 December between 13:00-19:00 CET (12:00-18:00 UTC), where it gave rise to a strong geomagnetic storm; initial edges of the ejection were detected as early as 04:00 CET (03:00 UTC) on 13 December.

The coronal mass ejection came during a week of intense solar activity that is not yet over. An additional peak event occurred during the night of 14 December, and ground controllers on several ESA missions have reported varying effects on their spacecraft.
 
Four-spacecraft Cluster II mission was one of the most affected
 
"We saw three anomalies on 13 December. Cluster 1 had a minor instrument anomaly, while Cluster 2 and 4 had on-board systems affected," says Juergen Volpp, Spacecraft Operations Manager for Cluster at ESA's Space Operations Centre (ESOC) in Germany. "The Attitude and Orbit Control unit on Cluster 2 lost power and autonomously switched over to its redundant unit, while the High-Power Amplifier on Cluster 4 switched itself off. This was a new occurrence which we hadn't seen before," he said.

"When you have a burst, the flux of very fast charged particles increases dramatically. This can cause discharges in electronic components - the so-called 'single-event upsets' - on the spacecraft, as well as damage or loss of data in solid-state memories," says Volpp.

Volpp says he can't be certain that the increased energetic particle flux triggered the anomalies, but their occurrence is strongly correlated with the timing of the peak burst on 13 December. He expects the mission to be operating normally again in a few days.

[avmich]

MOST был запущен лет 5 назад.

Интересно. А чем он занимался 13 декабря 2006 ? ;)

Не знаю :) . Знаю, что в течение первых нескольких (больше 2) лет эксплуатации на MOSTе не было проблем с радиацией.

[Бродяга]

Что-то я не вижу ничего ужасного в сбое процессора от радиации.

 Ставится совершенный и умный "думатель", который периодически глючит, а этим "думателем" управляет процессор попроще, устойчивый к радиациии, "начальник" такой.

 "Думателей", кстати, может быть много.