十萬一塊的國產 CPU,可能連鬥地主都帶不動_風聞
差评-差评官方账号-2019-12-22 08:52
電腦裏的 CPU( 中央處理器 )是什麼型號,恐怕是大家買電腦最關心的一個要素了 —— 畢竟遊戲打不爽,做圖老卡,和 CPU 太菜脱不了干係。
原本 CPU 市場是英特爾一家獨大,但最近幾年隨着 AMD 在架構上突然的翻身崛起,CPU 又進入了新一輪的性能競賽。
什麼六核八核十核紛紛上馬,頻率也一路飆到了 5 GHz,搞得差評君兩年前花數千元買的四核 i7 現在連 i3 處理器都打不過了。
結果就在前幾天,差評君看到了一個提問,説我國年初發射的月球車「 玉兔二號 」的 CPU 頻率只有 100 MHz,內存也只有 256 MB。
100 MHz,要是換算成 GHz 的話只有 0.1 GHz,也就是説,玉兔二號的 CPU 運算性能,連我電腦的 1/50 還不到?
這玉兔二號月球車的造價雖然沒有公開,但少説也是幾百個億的大項目,CPU 性能這麼慘,也太沒牌面了吧。
****雖然後來有人出來闢謠,説月球車的設計屬於絕對機密,網傳消息不實。但最後卻話鋒一轉,隱隱透露了玉兔二號的配置還不如網上傳的。。。
一想到我國月球車的性能這麼低,旁邊的小黑胖都已經不能忍了,説着就要把自己的電腦發個快遞,給航天局送過去。
其實吧,小黑胖要想解決這個問題,可能還不太夠 —— 因為在太空裏,他電腦的 CPU 是會被輻射干「 翻 」的。。。
平常我們提到 CPU,都知道是工作在「 二進制 」模式下的,也就是整套電腦系統裏只能處理 0 和 1 兩種數值,分別代表「 關 」和「 開 」。
雖然一直有研究者想讓電腦處理更多的數值( 比如再多處理個 2 ),但依舊處在實驗室階段,目前的大部分電腦依舊是隻認識兩個數的鐵憨憨。
但這不對啊,我們平常也都用過電腦,也知道電腦裏不但能顯示出 2,還能顯示出「 差評小黑胖 」,顯示出「 給👴整😆🌶 」。
這不除了 1 和 0,還有這麼多字嘛
其實,這麼多元素都是被電腦運算過之後,呈現出來的具體結果 —— 實際上比如字母「 A 」,在電腦裏是個「 01000001 」的八位組合。
再複雜一點,像「 差評 」兩個字,原始數據就是「 11100101 10110111 10101110 」( 差 )和「 11101000 10101111 10000100 」( 評 )。
通常我們不用的時候,這一串串的 0 和 1 保存在硬盤裏;等需要的時候,這些數據就傳送到內存和 CPU 裏進行處理。
但是説來巧,就像家裏的枱燈可能用了幾年之後,會因為電路故障就偶爾自己關上一樣,CPU 裏的電位也有可能受到干擾而改變狀態。
但電腦可不比枱燈,要是電腦裏的**「 01000001 」變成了「 01000000 」**,我們看到的結果就會從「 A 」變成「 @ 」,直接改變了傳輸的數據。
像這種因為受到干擾,改變了 CPU 內部的電位,導致數據異常的情況,就叫做「 比特翻轉 」或者「 單比特錯誤 」。
輕一點的比特翻轉,電腦能自己修復;但要是遇上嚴重些的,運行錯誤和藍屏都在屏幕對面等着我們。
以前吧,由於硬件素質不怎麼堅挺,所以我們在 WinXP 上經常會遇到這種因為比特翻轉導致的錯誤。
但現在只要我們不亂折騰電腦,不給電腦的 CPU 和內存「 超頻 」,已經很少有機會遭遇比特翻轉了。( 芯片工作頻率越低,電位越穩定 )
但宇宙裏有一種地球上沒有的東西,能夠劇烈干擾 CPU 裏的電位 —— 這個外力就是宇宙射線的電離輻射。
輻射大體分兩種,爸媽常唸叨的電子設備輻射都是電磁輻射,和微波爐加熱的原理一樣,撐死了能讓我們感覺身子熱乎點兒,沒什麼危害。
但電離輻射卻是真正有危險的,雖然我們平常生活中幾乎不可能接觸到,但像什麼用來造核彈的鈾啊、鈈啊,都是實打實的高危物質。
電離射線擊打在人體細胞上能夠變異細胞,輕點的引發癌症,嚴重的就直接見閻王了。
蘇聯切爾諾貝利的慘劇現在還寫在教科書裏
電離射線也會讓電腦的芯片產生變化,改變電信號的電位狀態 —— 原本一個是 1 的電信號,被電離射線硬生生撞了一下,就成了 0。
曾經有一個挺有名的案例,美國的 Sun 公司發佈過一款服務器 CPU,不過在系統運行過程中經常出現隨機錯誤。
後來經過調查,發現是有一批原材料遭到過放射性物質的污染,導致那批 CPU 內部存在放射性物質,才導致了隨機錯誤。
雖然不是所有 CPU 都會遇到被放射物污染過的原材料,但我們每天見到的太陽就是一顆超級大核彈,邊爆炸,邊發光發熱。
地球上因為有大氣層和地球磁場的存在,隔絕了幾乎全部太陽射出來的電離輻射,只把光和熱透了進來。
所以,要是真的把小黑胖的 CPU 給裝進了月球車,可能月球車已經翻的自己姓什麼都不知道了,更別提什麼漫步月球、採集數據了。
而且除了不能防輻射之外,我們平常用的 CPU 雖然工作頻率高、性能強,但發熱也大,所以還得在 CPU 上面套個大號的散熱器。
差評君給大家看看我國之前研發的抗宇宙射線芯片「 SoC2012 」,為了防輻射在芯片的外面罩了一大圈子屏蔽罩。
除了最中間,其他部分都是屏蔽罩
這麼一搞,就好像給發熱的 CPU 罩了層大棉被,而宇宙裏又是個隨時都能在極寒和極熱之間切換的鬼地方;外面熱 + 發熱 + 大棉被,你品品。
在宇宙這疙瘩,怎麼有效屏蔽宇宙射線才是設計 CPU 的真真理,高運算頻率什麼的,暫時只能 YY 一下。
而且別看這些 CPU 性能差的一批,價格還不便宜:平常我們電腦的一塊 CPU,賣兩萬就算頂天了;但上面圖裏那塊國產防輻射 CPU,要價十萬,還上不封頂。
美國 ATMEL 公司的 AT697F 芯片售價甚至達到了 70 萬元一片
這麼着一對比價格,想必大家也就能明白能夠抗干擾的 CPU 有多難做了吧。
而且雖然 100 MHz 紙面上比我們電腦的 5 GHz 低不少,但其實 100 MHz 代表的是每秒鐘計算一億次!
而且航天 CPU 是非常專精的一類芯片,不需要像我們的電腦一樣打遊戲、聽歌、運行 Chrome 瀏覽器 ,只需要做到導航和接收控制指令就夠了。
當年蘇聯的加加林抱着機械計算器,都完成了行程中的各種導航任務,每秒計算一億次的 CPU 面對這些需求明顯小意思。
而要是真遇到了什麼特別複雜的問題,也可以通過天地通訊回傳到地面的控制站 —— 在那裏還有一大排超級計算機等着幹活呢。
雖然現有的技術能讓我們的飛船在宇宙裏到處亂跑了,但科幻片裏那種高度智能的 AI 暫時還是沒法陪我們一起上天了。
我們距離科幻片,還有不短的一段路要走,也算是一點兒小遺憾吧。
圖片、資料來源:
知乎,《 為什麼玉兔號內存只有 256 MB?》
知乎,《 NASA 登月時全部計算機的計算能力加起來還不如現在一部手機嗎?》
電子技術設計,《 為何玉兔/嫦娥裏 CPU 性能弱,手機都比它強?》
歐陽洋葱,《 神乎其神的 Rowhammer:用比特位翻轉實現雲虛擬機奪權 》
直觀學機械,《 一顆芯片能買上海一套房,盤點全球最貴的電子芯片!》
部分圖片來自網絡
“又不需要開 Chrome,要那麼高性能幹嘛”