外星人吃了我的笔记本电脑

为什么来自银河系最远处的外星亚原子粒子会毁了你的一天

误引《银河系漫游指南》:太空很大。真的大了。你不会相信它有多么巨大,多么令人难以置信。我的意思是,你可能认为离苹果天才酒吧还有很长的路要走,但这对太空来说只是小菜一做。

在浩瀚的宇宙中,不断流向地球的是所谓的宇宙射线它们是质子和原子核,理论上认为来自超新星爆炸和可能来自星系中心。地球不断地受到这些外来粒子的撞击,这些外来粒子与大气相撞,产生一系列次级粒子,包括中子、介子、介子和阿尔法粒子。

宇宙射线本身实际上对生物没有影响,但次级粒子却可以,因为时不时地其中的一个会有足够的能量对它撞击的物体造成破坏。请允许我暂时离题,提一下其中的“天啊”维基百科的解释:

哦,我的上帝粒子是一个超高能宇宙线于1991年10月15日傍晚探测到Dugway试验场,犹他州,由犹他大学飞的眼睛宇宙射线探测器。它的观察令我震惊天体物理学家(因此得名),他估计它的能量是…相当于142克(5盎司)棒球以大约26米/秒(94公里/小时;58英里)……大约60倍的碰撞能量大型强子对撞机…自第一次观测以来,至少有15次类似的事件被记录下来,证实了这一现象。这些超高能量的宇宙射线粒子非常罕见…

现在,如果一个二次粒子碰撞的DNA链,伤害可能导致突变,而如果是电子的东西,例如,一个晶体管处理器芯片,结果可能是简单一点的翻转或,在最坏的情况下,一些电路和那里的破坏死电脑。

“有趣”你可能会想,“但是,真的,这真的会发生吗?我的朋友,答案是响亮的“是的!”根据Bharat Bhuva的说法范德比尔特大学(Vanderbilt University)电子工程教授说:“这确实是一个大问题,但它基本上是不为公众所知的。”

当布瓦教授说“无形”的时候,他的意思是我们大部分时候不会注意到后果。例如,如果你拷贝的贾斯汀·比伯的最新录音有点翻转,你不太可能意识到有什么变化(它仍然会听起来像比伯的音乐应该是什么样子)。即使你的电脑因为位翻转而出现蓝屏,或者处理器因为损坏的tansistor而死机,你很可能会认为问题是由于你运行的劣质软件,或者是你的笔记本电脑刚刚过了保修期。但时不时地,这些单一事件的颠覆或SEUs会造成大破坏,偶尔,有可能将问题追溯到宇宙辐射的原因。

2003年,在比利时斯卡尔贝克镇举行的地方选举中,一名候选人获得了4096张额外的选票,这意味着该城镇的选民人数必须超过其公民人数。因为这显然很奇怪,所以进行了一项调查,得出的结论是投票机上的一个比特被翻转了,从而增加了额外的选票。得出的结论是,最可能的原因是一个SEU。其他被认为是由SEUs引起的事件包括2008年Quantas的一次飞行中自动驾驶系统突然脱离,导致飞机在23秒内下降690英尺,造成许多乘客受伤。

2004年一份题为软误差对系统可靠性的影响通过柏树半导体对辐射引起的后果的观察,得出以下结论:

对典型内存应用程序的潜在影响说明了考虑软错误的重要性。一个只有4兆比特、低功耗内存的手机,可能每28年就会出现一次软错误。一个拥有10 gbit SRAM的高端路由器,每170小时就会出现一次错误。对于一个使用100 Gbits内存的路由器群来说,一个潜在的网络错误可能每17个小时就会发生一次,中断它正常的操作。最后,考虑一个人在大西洋上空35,000英尺的飞机上,在一台内存为256兆字节(2 Gbits)的笔记本电脑上工作。在这个高度,每五小时就会有一个潜在的错误。

设备故障率585x390 巴拉特·布瓦,范德比尔特大学辐射效应研究小组

三种最新制造技术在单个晶体管、集成电路和系统或设备水平上的单事件颠覆故障率的趋势。

随着微电子的特征尺寸减小,产生SEU所需的粒子所携带的能量也会减少,但有一个权衡;由于尺寸较小,这些特征也就成了较小的目标,因此不太可能被击中。另一方面,随着系统变得越来越复杂,它们包含了更多的特征,因此,虽然SEUs导致的故障随着特征尺寸的不断增加而减少,但系统的故障率却在增加。布瓦被引用范德比尔特大学的新闻稿关于这些调查结果的影响:

半导体制造商非常关心这个问题,因为它越来越严重在电脑芯片晶体管的大小缩小和数字系统的能力和容量增加,此外,微电子电路无处不在,我们的社会越来越依赖他们。

新闻稿继续写道:

布瓦说,好消息是,航空、医疗设备、IT、交通、通讯、金融和电力行业都意识到了这个问题,并正在采取措施解决它。“只有消费电子行业在解决这个问题上落后。”

《工程师》的底线是:“这对工业界和工程师来说是一个大问题,但普通大众不需要太担心。”

谁知道失败确实不是一种选择,而是一种必然?

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