Man mano che i computer diventano più avanzati, i microprocessori al loro interno si riducono di dimensioni e utilizzano meno corrente elettrica. Ma anche il potente supercomputer ha il suo tallone d'Achille: una maggiore sensibilità alle interferenze da particelle cariche che hanno origine al di fuori del tuo ufficio. Queste particelle altamente energetiche provengono dallo spazio e possono causare errori di calcolo dell'hardware critico, mettendo potenzialmente a rischio la vita.
Prevedendo questo problema, il produttore di microchip Intel ha iniziato a escogitare modi per rilevare quando una pioggia di particelle cariche potrebbe colpire i loro chip, quindi quando lo fanno, i calcoli possono essere eseguiti nuovamente per appianare eventuali errori ...
I raggi cosmici provengono dal nostro Sole, supernovae e altre fonti cosmiche sconosciute. In genere, sono protoni molto energici che sfrecciano nello spazio vicino alla velocità della luce. Potrebbero essere così potenti che all'impatto con l'atmosfera superiore della Terra è stato ipotizzato che possano creare micro buchi neri. Naturalmente queste particelle energetiche possono causare alcuni danni. In effetti, possono essere un'enorme barriera per viaggiare oltre la sicurezza del campo magnetico terrestre (la magnetosfera devia la maggior parte delle radiazioni cosmiche, anche gli astronauti nell'orbita terrestre sono ben schermati), la salute degli astronauti sarà gravemente danneggiata durante un volo interplanetario prolungato.
Ma che dire della Terra, dove siamo protetti da tutta la forza dei raggi cosmici? Sebbene una piccola parte della nostra dose annuale di radiazioni provenga da raggi cosmici (circa il 13%), possono avere effetti estesi su grandi volumi di atmosfera. Quando i raggi cosmici si scontrano con molecole atmosferiche, viene prodotta una cascata di particelle di luce. Questo è noto come "getto d'aria". I miliardi di particelle all'interno della pioggia d'aria da un singolo impatto sono spesso altamente caricati (ma di energia inferiore rispetto al raggio cosmico genitore), ma la fisica dietro la pioggia d'aria sta iniziando a crescere di importanza, specialmente nei regni dell'informatica.
Sembra che il produttore di microprocessori per computer Intel abbia riflettuto sulla stessa domanda. Hanno appena rilasciato un brevetto che descrive in dettaglio i loro piani qualora un raggio cosmico penetri nell'atmosfera e colpisca uno dei loro delicati microchip. Il problema arriverà quando l'informatica diventerà così avanzata che i piccoli chip potrebbero "non funzionare correttamente" quando si verifica un evento di impatto a raggi comici. Se il chip sfortunato dovesse essere colpito da un raggio cosmico, un picco di corrente elettrica potrebbe essere esercitato attraverso i circuiti, causando un errore di calcolo.
Questo può sembrare piuttosto benigno; dopo tutto, qual è un errore di calcolo in miliardi? Lo scienziato senior di Intel Eric Hannah spiega:
“Tutta la nostra logica si basa sulla carica, quindi riceve interferenze. […] Potresti andare giù per l'autostrada [Autostrada tedesca] a 200 miglia all'ora e scopri improvvisamente che il tuo sistema di frenatura antibloccaggio non funziona perché ha avuto un evento di raggi cosmici“. - Eric Hannah.
Dopotutto, i computer stanno diventando più piccoli ed economici, vengono utilizzati ovunque, compresi i sistemi critici come il sistema di frenatura descritto da Hannah sopra. Dato che sono così piccoli, molti più chip possono occupare i computer, aumentando il rischio. Laddove un computer di base con un processore può subire un evento di raggio cosmico solo in diversi anni (producendo un errore di calcolo inosservato), i supercomputer con decine di migliaia di processori possono subire 10-20 eventi di raggio cosmico a settimana. Inoltre, nel prossimo futuro anche i portatili personali modesti potrebbero avere la potenza di calcolo del supercomputer di oggi; 10-20 errori di calcolo alla settimana sarebbero inattuabili, con un rischio troppo elevato di perdita di dati, corruzione del software o guasti dell'hardware.
Mi vengono in mente anche stazioni spaziali orbitali, satelliti e veicoli spaziali interplanetari. La tecnologia spaziale abbraccia il calcolo avanzato man mano che si ottiene molta più potenza di elaborazione in un pacchetto più piccolo, riducendo peso, dimensioni e costi. Cosa succede quando si verifica un errore di calcolo quando un raggio cosmico colpisce i circuiti di un satellite? Un singolo errore di calcolo potrebbe significare il destino del satellite. Avrei paura di pensare a cosa potrebbe accadere alle future missioni con equipaggio sulla Luna, su Marte e oltre.
Si spera che il piano di Intel possa essere la risposta a questo sinistro problema. Vogliono fabbricare un tracker di eventi di raggi cosmici in grado di rilevare un impatto di raggi cosmici e quindi istruire il processore a ricalcolare i calcoli precedenti dal punto prima che il raggio cosmico colpisse. In questo modo l'errore può essere eliminato dal sistema prima che diventi un problema.
Ci saranno ovviamente molte difficoltà tecniche da superare prima che venga sviluppato un rivelatore veloce; infatti Eric Hannah ammette che sarà difficile dire quando un tale dispositivo può diventare una realtà pratica. Indipendentemente da ciò, il problema è stato identificato e gli scienziati stanno lavorando a una soluzione, almeno è un inizio ...
Fonte: BBC
