Cuando empresas de electrónica/informática diseño de un nuevo chip, procesador / tarjeta de memoria / o una célula solar, ¿estudian el efecto de los rayos cósmicos sobre dichos materiales electrónicamente sensibles? Si no, ¿por qué no?
Respuestas
¿Demasiados anuncios?
calebbrown
Puntos
639
Los rayos cósmicos no tiene efecto apreciable en la electrónica. La más frecuente efecto de memoria de bit flips (conocido como "errores de software").
El grado de significación del efecto depende de la aplicación. Un típico suave de la tasa de error de la RAM estática se encuentra en la región de 400 Encaja/Mbit [1]. (Fallas en el tiempo=fallas por miles de millones de dispositivos horas) Así que si tienes 1 Gb de memoria por chip y 1000 fichas, entonces es de esperar 0.4 voltea cada hora. Esta es precisamente la razón por la que una gran cantidad de aplicaciones requieren de ECC en sus memorias.
[1] notas: la Parte de la tarifa de partículas alfa de la descomposición de materiales de o cerca de la viruta (este es el más pequeño de los dos componentes principales). Asimismo, la tasa es mucho más alta para Dracmas, que es la razón por módulos Dimm ECC existen.
Suave tasas de error se sitúan en el nivel del mar, debido a que el efecto de estar más cerca de espacio no es trivial; lo cual es bastante prueba de que el efecto de los rayos cósmicos.
Hay efectos en las puertas de la lógica, pero esto es generalmente no trabajaron por dos razones. (1) es muy difícil y/o costoso de hacer, sin embargo hay mucha investigación en redundante/tolerancia a fallos en circuitos (2) cuando un poco voltear se produce en un combinacional camino, tendría que coincidir con exactamente cuando la salida de la ruta se observa (por ejemplo en un chancletas), que reduce la observabilidad del efecto.
Por último, hay un efecto conocido como evento único latchup (SEL). No estoy seguro de que mi concepción de que el mecanismo es correcto, pero como yo lo entiendo es, un rayo cósmico puede ionizar la ruta desde la fuente al drenaje de un transistor que luego conducta actual, independientemente de la tensión en la puerta hasta que la corriente desaparece. I. e. permanece en ese estado hasta que el carril de energía se apaga; por lo tanto "latchup". Esta es, obviamente, mucho más raro, pero real.
aceinthehole
Puntos
1460
Para la mayor parte de los rayos cósmicos no hacer nada a la electrónica de consumo.
Esto no quiere decir que no pueden voltear bits o incluso dañar los elementos, pero la tasa para tales efectos es muy, muy bajo.
Los efectos de la radiación son habitualmente observadas en electrónica colocada en el acelerador experimentales salas (donde los niveles de radiación son letales dosis en minutos los niveles de cuando la viga está encendido). Que he observado incluyen
- el oscurecimiento de plástico junto a un centelleador y guías de luz de acrílico
- la matanza de los píxeles de los consumidores cámaras de circuito cerrado se utiliza para permitir a los operadores supervisar las actividades en el salón y visualmente limpiar el área antes de permitir que el haz de reanudar
- circa semanal cuelgues aleatorios en tarjetas DAQ de que iba a ejecutar durante meses y meses, mientras que el rayo se fue. (De ninguna manera a duda, la regla de la carga de datos como la causa de esto, pero la tasa parecía que se correlaciona con la corriente del haz)
Tenga en cuenta que el vertedero de haz de monitores de radiación fueron calibrados a 1 Mrad/h y a menudo registrado sostenido de las tasas de alrededor de 10 krad/hr. Las intensidades en las otras partes de la sala cayó muy razonables niveles de 100 rad/hr.
Tenga en cuenta que la viga de corte del circuito conectado a la viga de volcado de monitores de radiación trabajado de manera fiable en una intensa radiación de medio ambiente durante años.
jazzwhiz
Puntos
473
El efecto de la CRs en la electrónica se incrementará con el tiempo. Como el de la electrónica de reducir, vamos a ser ajustado más bits por unidad de área. Como tal, habrá menos carga necesaria para definir un poco (¿cuántos electrones o huecos señal de que un bit es 1 o 0). Desde una CR evento deberán depositar una cantidad dada de carga, la probabilidad de que un bit flip (o el número de volteado de bits) se incrementará con el tiempo.
Una relacionada con el hecho de que Intel patentado un CR detector conectado a un chip (véase aquí para una moderadamente útil artículo sobre él).
Pierre Auger señaló hace unos 100 años que CRs no son exactamente los singulares acontecimientos en que pensamos. En particular, señaló que el CR eventos en dos lugares a 1 km de distancia tienen una alta coincidencia en la prueba de la existencia de lo que ahora llamamos amplio de aire duchas (EAS). Sólo lo suficientemente alta energía de los rayos cósmicos primarios creará una ducha que hace que todo el camino a la superficie, aunque la tasa de aquí en la superficie es aún muy alto. El punto de todo esto es que si la medida a CR evento junto a su chip de computadora, es muy probable que su chip de computadora fue golpeado y puede haber sido afectada. El proceso en el Intel patente (que no tiene planes de producción, que yo sepa, conocí a un chico que estaba probando algo que me imagino que fue un prototipo de este en el lado de la montaña más alta de la elevación => CRs) sería entonces rehacer la última serie de cálculos antes del evento cuando un evento se midió bajo el supuesto de un nivel especialmente alto de probabilidad de un error en el cálculo.
user984260
Puntos
107
De acuerdo con un procesador Intel estudio, suave de error tasa de fracaso en 16 nm se espera que más de 100 veces mayor que en más de 180 nm, debido a que con la escala de tensión de funcionamiento, el precio crítico necesario para voltear un valor almacenado ha sido decreciente. También, en la atmósfera de la radiación, las partículas de menor energía se producen con mucha más frecuencia que los de mayor energía y por lo tanto, con la escala de voltaje más partículas puede provocar errores de software. Desde una sola de partículas energéticas puede conducir a la ráfaga de errores consecutivos, la probabilidad de errores de varios bits también está en aumento. Así que, claramente, estudio de soft-errores es muy importante.
Para más detalles, ver mi 2015 papel de Un estudio de Técnicas para el Modelado y la Mejora de la Fiabilidad de los Sistemas de Computación permanente (enlace aquí), que da detalles de por qué estudiar el efecto de suave-errores en los componentes electrónicos es importante.
