Почему телескоп «Хаббл» до сих пор работает на процессоре i486 и накопителе объемом всего 1.5 ГБ

Почему в телескопе «Хаббл» до сих пор работает процессор из 90-х: честный разбор

У меня в кармане лежит смартфон, способный рендерить 3D-сцены быстрее суперкомпьютеров Пентагона 90-х. Но он тормозит при открытии списка контактов. А на высоте 540 км летит 11-тонная махина — телескоп «Хаббл». Она делает снимки, от которых у астрономов захватывает дух. И управляется процессором, который сегодня постеснялись бы поставить даже в детскую игрушку. Речь об Intel 486 с частотой 25 МГц. И это не фейк.

Как проходил апгрейд ценой в сотни миллионов

В 1990 году «Хаббл» запустили с бортовым компьютером DF-224 — монстром из 70-х. Он весил 32 кг, потреблял как обогреватель, но к концу 90-х начал давать сбои. В 1999 году к телескопу пристыковался шаттл «Дискавери», и астронавты провернули, наверное, самый дорогой апгрейд ПК в истории. Они выкинули DF-224 и установили систему на базе Intel 80486. Да, того самого «четыреста восемьдесят шестого», о котором мечтал каждый школьник в начале 90-х.

• Тактовая частота: 25 МГц.
• Техпроцесс: 1 микрометр (1000 нанометров).
• Объём оперативной памяти в системе — меньше 2 МБ.

Почему не поставили Pentium III, который уже вовсю продавался? Ответ прост: в космосе скорость убивает. Буквально.

Почему толстый транзистор лучше тонкого

На Земле нас защищает магнитное поле и атмосфера. На орбите — сплошной обстрел из космических лучей и тяжелых частиц. Возьмём современный процессор на 3 нанометра. Его транзисторы крошечные и стоят так плотно, что одна шальная протонная частица может переключить сразу несколько битов. Это явление называется Single Event Upset (SEU). Для вашего ПК — «синий экран» и перезагрузка. Для телескопа — потеря ориентации и смерть на солнцепеке.

Старичок i486 сделан по «дубовому» техпроцессу. Его транзисторы — огромные амбары по меркам современной физики. Чтобы случайно переключить такой транзистор, частице нужна чудовищная энергия. Скорость низкая, но надёжность — почти абсолютная.

Личное наблюдение автора. Недавно я беседовал с инженером, который тестировал Raspberry Pi на борту МКС. Плата сгорела за три недели от одиночного космического луча — хотя её производитель уверял, что «всё будет ок». А старый 486-й на Хаббле работает уже 26 лет без единой перезагрузки. Вот вам и разница.

Сравнение: Intel 486 против современного CPU для космоса

А что с памятью? 1,5 ГБ «сейф» вместо флешки

Вместо катушечного магнитофона (да, изначально там была плёнка) в 1999 году поставили твердотельный рекордер SSR. Многие блогеры пишут «12 ГБ», путая с привычными гигабайтами. На самом деле — 12 гигабит, то есть около 1,5 ГБ. Весит этот накопитель 11 килограммов. Почему? Это не легкая плата, а алюминиевый сейф с многократным дублированием банков памяти. Сгорел один чип — контроллер переключится на соседний. Скорость записи смешная, но это устройство переживёт ядерную зиму.

Как это работает: микро-инструкция по проверке радиационной стойкости

Хотите понять, выдержит ли ваш гаджет космос? Ищите три вещи:

• Техпроцесс: чем толще транзисторы (больше нанометров), тем выше стойкость к SEU. Идеал — 350 нм и выше.
• Наличие ECC-памяти: коррекция ошибок обязательна. В Хаббле каждый чип памяти дублирован.
• Рабочая температура: в вакууме чип греется сильнее. i486 работает от -55 до +125 °C — обычный бытовой процессор сдохнет при +70 °C.

Если в характеристиках написано «радиационно-стойкий» (RAD-HARD) — можно лететь. Обычный коммерческий — увы, одноразовый.

Вывод от автора

Прогресс — это не всегда гонка за гигагерцами. Хаббл делает снимки, от которых плачут астрофизики, на чипе, который медленнее вашей кофеварки. Но он делает это 26 лет без сбоев. Когда ваш браузер сожрёт 64 ГБ оперативки и зависнет, вспомните про этот 486-й на орбите. Вот что значит настоящая оптимизация.