數十年來,NASA 一直致力於推進太空飛行器上的電腦處理器,以協調和執行支援任務成功的必要功能。

太空運算起源於 1960 年代的阿波羅導航電腦,這對 NASA 首次登月任務的導航、導引和控制運算至關重要。數十年來,抗輻射處理器一直是該機構太空探索任務的骨幹。

NASA 已將電腦送上其他行星,並在極端條件下運行多年,火星探測車即為一例。這些電腦處理器也為多個 NASA 的軌道器、太空艙和太空望遠鏡提供動力。

雖然現有處理器已實現 NASA 的一些偉大成就,但下一代太空任務將日益複雜且耗時,需要更強大的運算能力、自主性和彈性。為滿足此挑戰的需求,NASA 與業界領導者 Microchip Technology Inc. 建立了公私夥伴關係,結合機構與商業投資,共同開發新解決方案:高效能太空運算 (High-Performance Spaceflight Computing)。

高效能太空運算專案是一個下一代系統單晶片,其運算能力比現有太空處理器強大 100 倍以上。透過將運算與網路整合到單一裝置中,這項技術顯著降低了系統成本和功耗。其可擴展的架構允許未使用功能關閉電源,從而優化關鍵任務的能源效率。

高效能太空運算處理器家族包含多種不同但相容的技術,以滿足可擴展的任務需求。該處理器的抗輻射版本專為地球同步軌道、深空以及月球、火星及更遠的長期任務而設計,能在惡劣環境下運行,同時支援即時自主任務。專為商業太空領域量身打造的抗輻射容忍版本,則為低地球軌道衛星提供容錯和網路安全功能。

利用先進的乙太網路連接多個感測器或將多個晶片集群化,高效能太空運算技術使太空飛行器能夠在機載處理大量數據,並自主做出即時決策,例如高速駕駛探測車或過濾科學影像。持續的系統健康監控和整合的安全控制器確保這些複雜操作保持安全可靠。

高效能太空運算技術是 NASA、Microchip 以及廣泛的學術和產業合作夥伴所組成的全國性公私合作開發計畫。此次合作鞏固了美國在太空飛行運算領域的領導地位,增強了供應鏈的彈性和安全性,刺激了區域經濟,並推動了全國的創新和高科技勞動力發展。

這項新技術有潛力應用於所有未來的太空任務,但與傳統的太空專用晶片不同,高效能太空運算還為地球上的其他用途設計了平台。

透過採用相同的高效能運算、網路交換、高可靠性和網路安全技術,該公司的處理器能夠為汽車、航空、消費性電子、工業系統和航太等地球產業實現任務關鍵的邊緣運算。這些潛在應用包括無人機、電網、醫療設備、通訊服務、人工智慧和數據傳輸。

透過在太空和地面市場利用共同的技術基礎,高效能太空運算有助於加強國內產業能力,並降低政府和商業用戶的風險與成本。

位於維吉尼亞州漢普頓 NASA 蘭利研究中心的太空技術任務理事會的遊戲改變者發展計畫,以及 NASA 的噴射推進實驗室,透過制定任務需求、資助具競爭性的產業研究、選擇並與 Microchip 簽約,以及指導專案通過設計審查和專案生命週期直至交付,領導了 NASA 高效能太空運算的全端成熟過程。