המעבד החדש, שפותח עם Microchip Technology ונבחן ב־JPL, מיועד להביא יכולות AI ועיבוד עצמאי למשימות חלל. עבור תעשיית השבבים, זהו עוד סימן לכך שגם שוק החלל עובר למערכות SoC חזקות, עמידות קרינה וחסכוניות באנרגיה
נאס"א בוחנת בימים אלה מעבד חלל חדש, המיועד להעניק לחלליות, רכבי שטח פלנטריים ומערכות מאוישות יכולות עיבוד גבוהות בהרבה מהמקובל כיום במשימות חלל. לפי הדיווח, תוצאות ראשוניות מצביעות על ביצועים של עד פי 500 ביחס למעבדים מוקשחי קרינה הנמצאים כיום בשימוש בחלליות, בעוד יעד הפרויקט מוגדר כהגדלה של עד פי 100 בכוח המחשוב לעומת הדור הנוכחי.
המעבד מפותח במסגרת פרויקט High Performance Spaceflight Computing של נאס"א, בשיתוף מעבדת ההנעה הסילונית JPL וחברת Microchip Technology מאריזונה. מדובר במערכת על שבב, SoC, שמרכזת יחידות עיבוד מרכזיות, מאיצי חישוב, רכיבי תקשורת, זיכרון וממשקי קלט־פלט בשבב קומפקטי אחד. במונחי תעשיית השבבים, זהו מעבר מתפיסה של מחשוב חללי שמרני ואיטי יחסית, למערכות עיבוד מתקדמות יותר, המותאמות לעבודה בסביבות קשות במיוחד.
מחשוב חלל צריך להיות גם חזק וגם עמיד
הקושי המרכזי בפיתוח שבבים לחלל אינו רק ביצועים. בניגוד לשבבים לצרכנות, לרכב או למרכזי נתונים, שבב חללי נדרש לפעול במשך שנים בתנאי קרינה חזקה, שינויי טמפרטורה קיצוניים, זעזועים מכניים ותקלות שעלולות להיגרם מחלקיקים עתירי אנרגיה. פגיעה כזו יכולה לגרום להיפוך סיבית, לשגיאת חישוב או להעברת החללית למצב בטוח, שבו מערכות לא חיוניות מושבתות עד להתערבות מהקרקע.
ב־JPL בוחנים את המעבד החדש באמצעות ניסויי קרינה, חום, הלם ובדיקות תפקודיות ממושכות. המטרה היא לוודא שהביצועים הגבוהים אינם באים על חשבון אמינות. זהו תנאי הכרחי לשילוב המעבד במשימות חלל עמוקות, שבהן אין אפשרות לתיקון פיזי, והתקשורת עם כדור הארץ עלולה להתעכב בדקות רבות.
שבב AI למשימות שבהן אין זמן לחכות לכדור הארץ
החשיבות של המעבד החדש קשורה לעלייה בצורך באוטונומיה. חללית בדרכה למאדים, נחתת על ירח קפוא או רכב שטח על פני כוכב לכת אינם יכולים להסתמך תמיד על הוראות בזמן אמת מהקרקע. כדי להגיב לאירוע לא צפוי, לבחור מסלול בטוח או לעבד במהירות נתוני חישה ונחיתה, נדרש מחשוב מקומי חזק בהרבה.
נאס"א מציינת כי המעבד יוכל לתמוך בעיבוד מהיר של כמויות גדולות של נתונים מדעיים, באחסון ובשידור יעיל יותר של מידע, ובשימוש באלגוריתמי בינה מלאכותית בתוך החללית עצמה. הדבר חשוב במיוחד בתרחישי נחיתה, שבהם יש צורך לעבד בזמן קצר נתונים מחיישנים רבים, לזהות סכנות ולהחליט כיצד לפעול.
שוק קטן יחסית, אך בעל ערך טכנולוגי גבוה
עבור Microchip Technology, הפרויקט מספק דריסת רגל עמוקה יותר בשוק החלל, הביטחון והתעופה. גרסאות מוקדמות של המעבד כבר הועברו לגורמים בתעשיות הביטחוניות והמסחריות בתחום החלל, ונאס"א מתכננת לשלב את הטכנולוגיה בעתיד במגוון משימות: לווייני תצפית, רוברים, בתי גידול מאוישים וחלליות חלל עמוק.
לצד היישומים החלליים, החברה מתכוונת להתאים את הטכנולוגיה גם לשווקים ארציים, בהם תעופה ותעשיית הרכב. זהו כיוון טבעי: שבב שמסוגל לפעול בסביבת חלל קיצונית עשוי להיות מתאים גם למערכות קריטיות בכדור הארץ, שבהן נדרשות אמינות גבוהה, עמידות, זמן תגובה מהיר ויכולת פעולה אוטונומית.
