Nebeska pretnja mikroelektronici
Isprženi čipovi
Kosmički zraci, a naročito visokoenergetski neutroni, ugrožavaju svaku digitalnu „nulu” i „jedinicu”

Provera duboko pod zemljom



U briselskom predgrađu maja 2003. bili su prilično iznenađeni.
Jedna elektronska glasačka mašina prikazala je 4.096 glasova više nego što je ustanovljeno prebrojavanjem listića. Zvaničnici su se našli u čudu: kako da objasne toliku razliku?
Kada su u pomoć pritekli znalci, greška je začas uočena. Doslovce je pala s neba! Za pogrešku su okrivljeni kosmički zraci, čestice koje velikom brzinom prozuje ogromnim prostranstvom. Često zanemarene u svakodnevnim razmišljanjima u vezi sa zdravljem, u stanju su da izazovu pustoš na mikrolektronskim kolima.

Za neugodnu pojavu dugo znaju vasionski stručnjaci, ali s neprekidnim smanjivanjem elektronskih sastojaka koji se ugrađuju u svakojaku opremu – opasnost se i te kako uvećava. Francuski naučnik Žan-Lik Otran objašnjava da se kosmičke čestice na putu do Zemlje uobičajeno sudaraju sa ostalim molekulima u gornjim slojevima vazdušnog omotača. I kad ostaci takvih sudara nalete na druge atome i budu smrvljeni.

Ali delić tog pljuska nekako stigne do same površine, naročito neutroni, koji opustoše elektronske sprave. Jednostavno izbrišu sve upisane podatke, jer prekinu električno napajanje. Zanimljivo je da su manju štetu nanosili negdašnjim, znatno većim, integrisanim kolima.

U međuvremenu ih je na sve manju površinu čipova utiskivano sve više. I šta se sada događa? Strujno pražnjenje postalo je veoma pogubno za digitalne „jedinice” i „nule”. Dovoljno je da jedna, svejedno koja od ove dve, bude pogođena i izazove nepopravljivu štetu.

Na velikoj visini su još ranjivije: u ravni mora svaki kvadratni santimetar prosečno pogodi deset neutrona na sat, avione na desetak kilometara iznad tla – hiljadu puta više! Ponesete li svoj prenosni računar na prekookeanski let, računajte da ćete ga, makar, jednom iznova uključiti zbog prekida.

Visokoenergetski neutroni su naročito prodorni, prošišaju kroz metalnu ploču oklopa ili ojačani beton. Godinama se vazduhoplovni inženjeri rvu sa ovom nedaćom, primorani da ubacuju još jedno strujno kolo za svaki slučaj. U jevtinim elektronskim spravicama to je neisplativo i teško izvodljivo.

Žan-Lik Otran je, stoga, u zajedničkoj francusko-italijanskoj kompaniji (STMicroelectronics) sproveo prve provere novih poluprovodnika na velikim visinama. U astronomskoj osmatračnici u francuskim Alpima, na 2.252 metra, ispitano je 1.300 memorijskih integrisanih kola. Svako je pamtilo četiri miliona „nula” i „jedinica”.

Svrha poduhvata bila je da se ustanovi da li će kosmičke čestice uništiti zapisano. S vremena na vremena proveravano je da li su se, možda, neke „jedinice” preobratile u „nule” i obrnuto. Za upoređivanje poslužila su još dva opita: jedan u ravni mora u Marselju i drugi na 550 metara ispod zemlje, u bivšem komandnom središtu u slučaju nuklearnog rata.

Vojne prostorije su bile zaštićene stenama i obložene betonom, zbog čega se verovalo da su nepropusne za visokoenergetske neutrone.

Čipovi podvrgnuti neobičnoj probi bili su sačinjeni od 130-nanometarskih (nanometar je milioniti delić milimetra) integrisanih kola, a najnovije dostignuće predstavljaju parnjaci izrađeni 65-nanometarskim postupkom.

Dotični francuski naučnik, na kraju, upozorava da su kvaru podložni osobito svakodnevni uređaji, poput prenosnih računara, mobilnih telefona i televizora visoke oštrine. I dodaje da nisu pošteđeni automobili, veoma brzi vozovi, bolnička oprema, čak i pejsmekeri, u koje su umetnuti moćni čipovi.

Niko nije izvan dosega svemirske pretnje: kosmičko zračenje može da sprži svaki čip.

-----------------------------------------------------------

Program za greške

Možda niste znali da isti, nevidljivi ubica, u kosmosu vreba i ljude i mašine!

Nijedan stručnjak na svetu ne može pouzdano reći da li bi se vaš lični ili prenosni računar vratio neoštećen s takvog putovanja. Odgovor glasi: i „da” i „ne”.

Čestice visokog naboja ili kosmičko zračenje smrtonosne su za sva živa bića. Ali, nesmetano prolaze i kroz čipove i oštećuju ih. Američka svemirska agencija (NASA) dodatno ojačava mikroprocesore za svemirska putovanja. Ti izdržljivi mikroprocesori imaju svoje naličje: izuzetno skupi, troše više energije i veoma su spori. Čak deset puta sporiji od onih u ličnim računarima!

I neupućenome je jasno da bi se jevtinim čipovima iz ličnih i prenosnih računara u kosmosu ostvarile velike uštede. Ali, ostaje najopasnija pretnja – kosmičko zračenje.

Prvo rešenje jeste da stavite tri puta više običnih čipova; ako jedan otkaže, sledeća dva nastavljaju započeti zadatak. Drugo je da osmislite program koji će računare učiniti neosetljivim na ovakve greške.

NASA je izabrali drugi put.

Stanko Stojiljković

Izvor: Politika

mozda je nasino opredeljenje stvarno bolje