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[数码]为什么玉兔号内存只有 256MB? |
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手机内存都可以比它大,1.5G,双核,四核都出来了,玉兔cpu内存小,要知道运算速度就慢了 |
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可以了,加加林用机械计算机都敢上天 |
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因为玉兔号不具备一键换肤功能,不需要自动驾驶的时候给你播放爱奇艺视频,开机的时候不需要载入广告,没有摇一摇找到附近的外星人功能,不需要钉宇航员一下 —— 只是个低端的飞行控制程序。 另外,它也没有把外存当内存用的现代手机功能。 |
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把你的手机放进火里烤几天, 放在冰箱里冷冻几天, 拿着去切尔诺贝利的核电站里待几天, 再用高能粒子束刷刷刷打上几天, 如果还能开机的话, 联系我,这天使投资人我tm当定了!!! |
陈楸帆的一部作品里有这样一句话:1969年全NASA的计算能力都抵不过你手上的这部手机,可是他们能把人发射到月球,而你却只能发射小鸟炸猪头。 |
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NASA的图。 1969年,4k内存,我们把人送上月球。 如今,一个Chrome页面就可能用上8个G。 |
人家那256MB是真的全部那是跑数据去了 你以为跟你那个12GB的手机用QQ都会卡一样? 人家那个内存可不用跑一遍系统,再跑一遍app 关键是人家整个玉兔号可以用“耐艹”来形容,你那个手机上铺摔下来跟渡劫似的,那能一样么? |
实际上,并不存在你想像中的内存容量非常非常紧张,科研人员绞尽脑汁,最终顺利用256m内存完成任务。 而是科研人员该怎么写怎么写,也没觉得内存多缺,最终可能用了190m,但没这个型号,凑个整用256m的。 因为玉兔里面不是用的机器学习算法,就是个传统控制算法,通俗说就是一堆公式和一堆if,256m是相当充足的大小。 |
256MB的数据哪里来的。。。。 我们知道,嫦娥四号使用的是SPARC-V8架构抗辐射处理器(此处应该为公开信息不涉密),CPU 用的是Microchip公司的ATMEL的AT697F 。 |
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而配套的6个FPGA应该是类似下面这个的Xilinx XQR2V3000-4CCG717: |
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AT697F内部是没有存储空间的,外扩存储器模块包括:2 MB的程序存储器FLASH、2 MB数据存储器SRAM和用于EDAC校验的512 KB的SRAM。 FLASH用来存放系统应用程序,在航天器材目录中,选用型号为ACT-F512K32N-060P3Q的FLASH存储器,数据线宽为32 bit,容量为2 MB,满足监控系统的程序存储容量要求; SRAM主要用来暂存数据变量,作为在线仿真调试的系统运行空间,在航天器材目录中,选用ATMEL公司型号为AT68166H的SRAM存储器,其数据线宽为32 bit,容量为2 MB。 SRAM EDAC选用ATMEL公司型号为AT60142FT的SRAM存储器,其数据线宽为8 bit,容量为512 KB。 这加在一起也没多少,256M是哪里来的。。。。 |
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是不是现在的人觉得256M已经是一个很小的内存了?所以才套在这里用? 还是其实是在说数据和程序存储用的那个256 MB 同步动态随机存储器SDRAM? |
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但看描述,是我理解有误么? 一更 有人问,为什么不用国产的? 据我所知,目前国内相对成熟的SoC方案,是502所的SoC2008,2012.2016,每一个都是很大的进步,已经上星了700套以上,还出口给老毛子呢。其它的像772所、龙芯中科等体制内单位也在搞。CPU, 嗯,那个,中国加油。 |
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这就是国产抗辐照四核并行SoC,很漂亮 |
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龙芯3a 有人问,这有什么技术含量么? 我们不说抗热耐寒正负100度,也不说容错(三机热备份容错的嫦娥不错),光说抗辐射,Atmel的某款能抗300千拉德。。。。懂得人应该知道这是什么水平。等SpaceOS3操作系统成熟后估计还会再飞跃成长一波吧。 价格么,像我们研发的那套单封装微系统产品,定制集成电路CPU售价7万6,单封装系统30万。 为什么配置这么低? 信号频率越高,越容易被干扰。各种高能射线、带电粒子都会干扰芯片内的晶体管和电容等元气件,导致高低电位翻转,1变成了0,0变成了1(位翻转)。虽然你的计算机也会出现这种现象,但因为不像太空的辐射那么厉害,所以受影响的概率很低。为防止干扰而使用低频信号,这样才能减少太空辐射干扰产生的位翻转。 但这仍然会有一定概率,所以采用两个甚至三个主机互相帮助,几个一起算,出问题的概率会直线下降,嫦娥用的三台机热备份是很厉害的技术突破。 谁不想用高配置?非不为也,实不能也。 有兴趣的话,可以继续阅读: NASA登月时全部计算机的计算能力加起来还不如现在一部手机吗?2519 赞同 · 136 评论回答 |
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因为不需要ui,不需要美化,也不用加一堆表情包艺术字体,更不用做主题。。。 |
我以前卖过电脑和各种交换机类设备。。。有一个品牌叫长城。 对该品牌记忆最深刻的,就是它的电源和军品。军品当年单看字面配置真是质次价高啊。用着十分之一的配置,花着五倍的价钱,于是和供货方问了一下,这啥玩意这么贵? 对面嘿嘿一笑,这你就不懂了。零下六十度到零上六十度一样用,你配置高的极端环境不是结冰??就是自燃 ,还有好多不能和你说 。。。 月球这鬼地方,太阳晒了比开水还烫二十七度,天黑那面零下一百八十三度。如果你理解不了也没关系,这个温度下你想吸氧,会看到一个蓝色的水壶,里面那个逛逛当当的蓝色饮料,就是零下一百八十三度的氧气。。。 玉兔这家伙又不看小电影不玩游戏,它居然还搞了256m内存?我个人表示怀疑。我怀疑这参数多说了,256M的话,那天朝科学技术进步真当得起有目共睹四个字。 |
你的手机比1969年NASA的所有运算能力加在一起都多,但是NASA把人类发射上了月球,而你却在发色图。 ???? |
记得之前看过一个mit lab还是哪儿的老一代码农的采访,他当年参与过阿波罗登月项目,说当时阿波罗导航计算机是写在36kb memory capacity上的。。。 也不知道玉兔256mb是不是真的,即使是真的,你看阿波罗登月也成功了,你现在有比阿波罗大256 x 1024 / 36 = 7281倍的内存,还不满足吗???难道你还想在玉兔上玩植物大战僵尸??? 话说印象特别深那个采访,老码农说到这时 很骄傲的说正是因为只有36kb所以‘ 我们那时写的非常非常非常好的代码,现在的人写的代码也不一定有我们那时候好 ’ ==== 特意回去找了下,老码农采访在这: https://www.youtube.com/watch?v=z4cn93H6sM0 |
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因为玉兔号不用收集客户隐私数据和打广告 |
当年nasa为了送人上月球,需要制造适合登月飞船的电脑内存,你们猜用的是什么材料做的? 材料: 铜线,磁铁圈 制作方法,让女工用编织的方法把磁铁圈套在铜线编成的网格上,有磁铁的地方代表1,没有磁铁的地方代表0 (我可能记反了)。 没错,登月飞船的控制程序是"编"出来的,是真正意义的"编程"。 |
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整个只读内存ROM(保存程序的部分)也就36,864个字(登月舱的电脑是以字为储存单位,而不是字节,一个字是16位,其中15位是数据,1位作校验)。人家用区区36,864个字的内存就能送三个人上月球再返回,给你256MB挖四两土你还嫌少? 随机访问内存RAM的部分就更小了,只有2048个字 |
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你可能会说,那是过去的事了,现在不是连家用电脑都16GB, 32GB了吗? 但是你了解过微处理器和微控制器的区别吗? 简单说,微处理器是手机电脑用的,重视运算性能,储存性能,微控制器重视系统的实时性,传感器和动力装置的输入输出,信号处理。粗暴地说,就是微处理器是给人玩的,微控制器是干脏活累活的。像机器人,机械控制,电子控制,自动化这类领域,对微控制器的需求更大。 家用电脑和手机用的都是微处理器,通常是普林斯顿架构,也叫冯诺伊曼架构,什么东西都往RAM里装。微控制器通常采用哈佛架构,按照不同需求可以同时搭配不同类型的内存,RAM, ROM, Flash,开发者可以根据需要选择什么数据放在哪种内存里,程序都是写死在ROM的,只干控制流程需要的工作,没有灵活性,没有图形界面,所以不需要那么多RAM。目前主流的ARM指令集的微控制器,RAM的大小都是按KB算的,STM32的F7系列的RAM最多也就192KB,H7系列属于高性能微控制器,也就几个MB的内存而已。所以如果你用微控制器干活,然后发现内存严重不足,你应该是选错平台了。 航天器通常搭配微控制器,而不是微处理器,所以大内存本来已经很不着调了。 最后不要忘了,宇宙射线分分钟干扰电路里的数字信号,1可以变成0,0可以变成1,更别提烧毁电路了。另外真空,强磁场,各种极端温度,振动,注定了你家电脑里那些彩虹LED内存条可以随时报废,航天器搭载的电子器件都是特制的,三路冗余是基本,还要进行防磁防辐射"硬化"处理,这表示不仅要尽量在电路外侧加装厚重的屏蔽罩,还要尽可能采用比较古老的芯片制程,35微米制程肯定比10纳米耐烧。(咱们先不说猎鹰9号使用英特尔微处理器) 总之能上航天器的电子器件本身已经是非常昂贵和难得了,你不要动一些奇怪的脑筋,月球车不是拿来打LOL的。 随手写了一大串,后来觉得自己态度不端正,居然没有本着"先问是不是再问为什么"的态度,先核实玉兔号是不是搭载了256MB内存的事实。 当然,题主的问题主要还是基于担心微控制器内存不够,所以撇开玉兔号究竟有多少内存不谈,这个答案应该还是可以看的。 有些评论说航天器也有用微处理器做控制的,可以单独聊一下。个人觉得"可以"不代表适合,就像一些作图计算器也可以装超级马里奥,但使用场景可能并不太理想。但不得不承认,有不少航天器开始采用微处理器,比如毅力号采用了摩托罗拉PowerPC 750微处理器,但从毅力号牵涉到大量图像和声音资料的处理,兴许微处理器的指令集更能胜任相关工作? 猎鹰9号因为曝露深空环境的时间较短,而且对死重和供电的限制没有那么严苛,所以采用三片双核X86处理器,构成6路冗余,安装Linux操作系统,这样一来允许一些对嵌入开发缺乏经验的开发人员也能使用比较流行和现代的C++/Python等开发方式,一个应用搞不定的事情,再写别的应用来补充就好了,不像嵌入式开发那样,改一点小东西就要重新刷整个固件,所以多重考量,也许这个选择反而比较合适SpaceX这样的比较敏捷的科技公司。2000年左右开始建造的国际空间站最早搭配的芯片其实也是特制的80386微处理器。一切根据场景选择,但这不妨碍我前面介绍的对微处理器和微控制器进行区别的基本思路。 今天看到一篇疑似出自NASA的微信公众号文章,介绍为什么毅力号上的芯片是90年代生产的,大家可以领略一下这段话: 当然,毅力号内部的CPU是经过特殊处理的,它被称为RAD 750,可承受200,000至1,000,000 Rads(辐射单位),工作温度介于-55℃至125℃之间。火星的大气层与地球不同,后者保护了我们免受太阳光线的伤害,而在火星上,可能一道阳光就能杀死漫游车,因此RAD 750超过200,000美元的成本还是有必要的。 也就是说二手市场已经没人要的祖传cpu,只要经过了硬化处理,就可以胜任最复杂的深空探测。 |
每当碰到这种问题我就想起两张图 |
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跟没学过电子工程直接解释原理不太友好,我打个比方吧。 你去野外生存,带打火机好还是带煤气罐好? |
谢邀, 这问题上我首页两次了,我专门问了问周围和这个有关系的同学。 隔壁通院的李云松组做的嫦娥系列和天宫系列的图像传输图像压缩系统,舍友是空间院包为民组的,都仔细问了问,给出的结论是。 不可能有256这么大。 以上。 |
出现在时间线上了就挖个坟吧 因为玉兔太机密了我并不知道咋回事,所以提出相似的问题 为什么F-22使用的两个英特尔i960通用集成处理器主频只有25MHz?两个处理器之间的数据交换总线速度只有50MB/s? 我TMD 第一代PCI总线都比这快(133MB/s)更不用说CPU核间总线了 |
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一个是当时(90年代)电子技术不如现在,性能比现在低是正常的,立项早相关的电子元件研发启动时间也早,用的技术也就落后 现在你敢想象主频25M的处理器功耗高达100瓦?但是F22就是这样的 虽然玉兔没有那么久远吧,但是也是好多年前立项的项目了,不可能最先进的制程和架构还有其他的技术往上堆 项目的周期越长,用的技术一般也就越落后 二个是军用或者航空航天设备工作在相当极端的条件下,可能面对包括但不限于温差极大且交替频率较高、强电磁干扰、强震动、部分元件损坏等情况。在这种情况下还要继续工作,就必须求一个稳 这点高赞五年前就已经说得很清楚了 我想补充的是,不要觉得主频低就怎么样,F22依然可以靠着这两个弟弟处理器完成对现在可能依然是世界上最先进的机载火控雷达之一的AN/APG77雷达的数据处理以及频谱变换,并可以同时完成雷达合成孔径成像或目标探测扫描与跟踪、飞行状态监控和自动姿态矫正、接收飞行员操作指令并操作舵面和航电系统执行操作、运行机载预警系统并监控机身电磁环境等任务 因为每个处理器的IPC是10.5G,特化的指令对应特化的航电系统结构,对于特种任务的处理效率并不低(效率低的话项目怎么能成功呢……) 手机电脑处理器是可以上,但我估计一遇到宇宙射线/敌方电磁干扰,大概就没了 不过现在手机的算力和存储性能,吊打朱姆沃尔特的分布式船电系统我估计依然没有问题 但是要知道,这都是正常的 不同问题用不同方法 玉兔又不用Chrome,要那么大内存干嘛 |
玉兔号发射的时间虽然比较近,但也用不上256MB的RAM,个人目测是256MB ROM的可能性很大,但即使是256MB ROM也足够大了。 首先,玉兔号又不玩王者荣耀,也不用Chrome或微信,那么大的ram纯属浪费。 其次,现在手机/PC系统之所以占据内存/ROM巨大,图形用户界面要负主要责任(当然,还有各种协议&驱动&翔山代码),而航天器上不会有这种东东(航天器的代码没有废话翔山)。 首版Linux的内核仅71KB,MS DOS-7.1安装完成以后仅仅占据4.5MB的ROM存储空间。如果老版本的DOS的运行在实模式下需要内存最高不超过1MB,其中基本内存为640K(此处@Bill Gates)。 以上这两个还是完整的操作系统,如果再精简一下,运行内存只会更低。实际上航天器一般运行的是Vxworks系统,体积比上述两个还要小。当然,最近猎鹰9号采用定制版Linux,CPU也是三路双核x86互联(据说是2005年的产品,目测是core 1代(仅用于笔记本,笔者抽屉里还有一个这类CPU,是老笔记本换下来的))。 其实把航天器的处理器想象成单片机更合适,实际上运行模式也基本类似单片机。 尤其是玉兔号这种位于月球轨道,可以和地面进行低延迟通信的,处理器性能更没必要很强。 |
看这个回答: 为什么好奇号的计算机系统只用到了核心频率最高为 200MHZ 的处理器,256M 内存? 为什么用这么低的配置:主要因为信号频率越高,越容易被干扰。太空中有各种高能射线、带电粒子,这些东西能穿透芯片,对芯片内的晶体管和电容产生 干扰,后果就是原来的高电位变成了低电位,低电位变成了高电位,也就是计算机里1/0之间互换了,这有个专用的名词叫位翻转,其实在家用计算机里也会出 现,但概率很低,但在太空中就很容易遇到。为了防止干扰,就使用低频信号,这样,微小的干扰不会产生翻转。 另外一个原因是极端温度,家用CPU不用风扇已经很难工作了,超过100度肯定就完蛋了,但太空中需要面对的是低温零下100多度,高温零上100多度的环境,并非因为没空气,无法散热,所以功耗太高的也不能考虑。 最终的结果就是低频低配置。 另外,玉兔号有256M内存吗?我觉得没有那么大吧?如果有信息来源,还麻烦提供一下链接。我个人感觉玉兔号的内存应该在2M-64M左右,天宫一号的CPU主频才10Mhz,内存好像才2M,中国航天的设备升级速度不会那么快吧? |
你们一个一个都关注壁纸干啥 已经放在文末了,看文章请看完 ———————————————— CPU内存? 256MB??? Are you sure? CPU里面的那个叫高速缓存… 我们常见的CPU有三级缓存 |
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手机拍屏贼方便 |
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三缓也不过12MB 我寻思着NASA的航天飞机/探测器用的配置也跟这差不多呀,甚至还差好多呢。 主频虽然看上去很低,只有几百Mhz 比如NASA的好奇号,主频200Mhz 航天运算要的是高冗余(TMR)、高稳定、低差错 稳定性是第一要素,自纠错(ECC)是必备的 不然在太空里,到处是高能粒子 0和1翻转了那不就GG了么? 轨道数据假如出错,那… … … … 举个例子:中国的 风云一号B卫星于1990年9月3日成功发射,但运行仅仅两个月后,11月初就遭遇了太阳耀斑发射的高能粒子流,发生了单粒子翻转事件,造成姿态控制计算机程序混乱,无法控制卫星姿态,导致卫星在空间翻转。好在这次事件后计算机程序得到了及时的纠正,卫星恢复了正常运行。1991年2月14日卫星的计算机再一次出现单粒子翻转事件,卫星姿态再次出现异常,这次故障未能及时发现。当发现卫星姿态异常时,卫星.上携带的气体已喷完,姿态完全失控,无法拍到云图,本来卫星的设计寿命是要运行一年,但仅仅几个月后卫星就无法工作了。 另外,航天器的处理器和咱们常见的Windows ,Linux 不一样。它们用的是实时系统,像VXwork,很多时候仅仅占用100多KB,连1MB的时候都少。 (win10 :我也只是占几个GB而已,不多不多) so, 玉兔号的处理器完全够用了,嫦娥又不打游戏,也不做渲染,要那么高频率、高性能和大内存干嘛。 不过你觉得嫦娥很寂寞的话,给她再买张显卡?这样嫦娥就可以看片了。毕竟玉兔号上面的U肯定没核显。买啥呢?9800GT还是GTS450呢?HD3450也行。这样连LOL都能玩了,不过考虑到延迟,嫦娥的游戏体验一定极差。 事实上,NASA亚特兰蒂斯号航天飞机上面搭载的inter8086处理器时钟频率不过4-6MHz(4-6百万),而现在随便一款CPU的时钟频率都是以GHz为单位的,比如现在性价比爆表的i3-9100F处理器都有3.6GHz( 36亿),睿频能到4.2Ghz。 是不是很熟悉?八代酷睿i7就一款限量纪念版i7 8086,是intel特意推出,用来纪念8086这个里程碑式的处理器的,正是8086这个只有4万个晶体管的16位处理器,拉开了X86架构CPU的进程,现如今,它的纪念版i7 8086(8700)内部集成了22亿个晶体管。 而现在随便一个U,内部晶体管数量少则十几个亿,多则几十亿。几年前的i7 4960X就已经有18亿晶体管了。 对了,俄罗斯的联盟号宇宙飞船更骚,其搭载的阿尔贡-16处理器是20世纪70年代初的产品,比8086这个70年代末80年代初的处理器更古老。 1GHz=1000MHz 1MHz=1000kHz 此外 还要考虑到散热问题 真空环境下 热传导、热传递、对流都无法进行 只能靠热辐射 这需要大面积的散热板 |
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蓝色的是太阳能电池板,白色的是散热板 而你觉得高性能电子设备的功耗会低吗? 好吧虽然现在很多X86架构处理器的功耗不高 笔记本平台的移动端低压CPU功耗不过十几瓦 手机处理器就更小了(ARM架构) 但那也是相对而言的 相比几乎不需要考虑散热的8086 / 阿尔贡16 现在的U多多少少要考虑散热呀 哪怕是你手机里的麒麟980、苹果A11 功耗也有几瓦呢 (骁龙821:别老叫我火龙,怪不好意思的) 这就需要额外的空间和质量来安装散热系统 卫星、探测器、月球/火星车的载荷就那么大 简直是浪费好不好 纳税人的钱不是钱?!?! (圣母X:世界上/中国 还有那么多吃不饱饭的孩子呢,你们用这些钱投到天上就是浪费) 顺便提一下,因为航天器自身的处理器性能太低,只够飞船的基本操作,但是宇航员在太空还需要做各种实验呀,所以宇航员是可以随身携带笔记本进入国际空间站的(重量不能太大) 至于死机、蓝屏啥的,都是小意思,实际上概率也不算大,大不了重启呗,不过固态硬盘就别想了,老老实实用机械硬盘吧。 |
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国际空间站—NASA的命运号实验舱 |
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国际空间站—NASA命运号实验舱 娱乐回答 不喜勿喷 |
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喏,你们要的无水印壁纸 |
这个问题让我想起来这个系列是不是应该发第二篇了? 【0】前言 处理器一般分为商业级、工业级、军用级以及宇航级等多个标准,随着要求的提高,并不是说性能就会越强,而是应对苛刻环境的能力逐步提升。 从性能方面来说,常规商业级(英特尔、AMD这些)处理器的表现最为出色,但它们也最“娇贵”,不抗辐射,怕极温,周边配套元件也有同样的毛病。宇航级CPU需要兼顾一整套系统都要能在太空的恶劣环境(各种高能射线、高低温)中保持稳定运行数年甚至数十年,所以在此前提背景下还要追求超高的性能,几乎是天方夜谭。 【1】1962~1966年——“双子星”号飞船(Gemini Spacecraft) |
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▲ “双子星”号宇宙飞船作为NASA(美国宇航局/下同)第二个载人航天计划“双子星”的重要组成之一,“双子座”制导计算机的处理器参数也比较明确,CPU是一颗RTL级离散型IC,运行频率为7.143KHz,存储容量为19.5KB(未明确内存/外存)。 【2】1961~1972年——“阿波罗”号飞船(Apollo spacecraft) |
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▲ “阿波罗”号宇宙飞船作为NASA第三个载人航天计划“阿波罗”的重要组成之一,其计算机配置更像是“双子星”的升级版,CPU同样是一颗RTL级离散型IC,运行频率提高至2.048MHz,内存容量为4KB(RAM),存储器容量为73.73KB(ROM)。 【3】1972年——先驱者(Pioneer)10号&11号 先驱者10号是NASA于1972年3月2日发射的一艘航天飞行器。它是第一艘越过小行星带的飞行器、第一艘近距离观测木星的飞行器,并于1973年12月3日发回了第一组木星的近距离拍摄的图像,于2003年1月发回最后一组信息后失联。1983年6月13日,先驱者10号越过海王星轨道,之后探测器按惯性驶向68光年外的“毕宿五”恒星,预计需要200万年。先驱者11号于1973年4月5日以类似的轨迹发射,目标是银河系中心。 |
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▲ 先驱者10号/11号采用逻辑晶体管离散型定制处理器,这类CPU是由许多芯片(指令集功能)组合实现的,具体参数未公布。早期有猜测是英特尔的4004,但之后被否定了。 【4】1975年——“海盗号”火星探测器(Viking Program) “海盗号”是NASA的火星项目之一,包括两个无人空间探测任务:海盗1号和海盗2号。每艘航天器均包括轨道器和着陆器:轨道器主要在火星轨道工作,负责发回图像用于着陆点选择。着陆器与轨道器分离,进入火星大气在选定的着陆点软着陆,着陆器部署后,轨道器在轨道上继续成像和完成其他科学任务。 |
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▲ “海盗号”计算机系统中采用不同形式封装的处理器形态(左/中/右)。这类处理器能用金肯定就不会用其他金属。“海盗号”轨道器采用通用电气的18位串行处理器计算机,每秒可以执行25000条指令。“海盗号”着陆器采用两台“霍尼韦尔HDC-402”计算机,具备制导、控制和排序等多维功能,拥有18K/24位电镀金属丝存储器,处理器信息不详。 【5】1977年——旅行者1号(Voyager 1) |
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“旅行者1号”是由NASA研制的一艘无人外太阳系空间探测器,重815千克,于1977年9月5日发射,截至2020年7月仍正常运作。它曾到访过木星及土星,是提供其卫星高清晰照片的第一艘航天器。它的主要任务在1979年经过木星系统、1980年经过土星系统之后,结束于1980年11月20日。2012年8月25日,“旅行者1号”成为第一个穿越太阳圈并进入星际介质的宇宙飞船。该飞行器预计将于2025年与地球失联,成为星际中的“流浪探测器”。 |
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▲ “旅行者”携带的“金唱片”,上面记录了地球的影像与声音(部分节选)。 ★ 左:商店中的女人; ★ 中:人类的进食形态; ★ 右:牛顿的《自然哲学的数学原理》第三卷《论宇宙的系统》第6页。 “旅行者1号”使用了3套计算机子系统组成的综合计算机体系,与 “海盗”号轨道飞行器相似度很高,仅仅在部分环节进行了加强,比如在CPU和存储器之间插入一个混合缓冲接口电路单元,该单元可以拦截指令以增加索引寻址能力(以牺牲其他指令为代价),并加速使用空闲周期的指令。在数据计算子系统中使用的第三台计算机采用一种新的定制4位CMOS微处理器,拥有128个寄存器和16位存储器。它每秒大约运行80000条指令。网传的英特尔4004处理器显然也不正确。 【6】1989年——“伽利略”木星探测器 |
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“伽利略”木星探测器是1989年从“亚特兰蒂斯”号航天飞机上发射的,是美国航天局第一个直接专用探测木星的航天器。也是美国宇航局发射的最成功的探测器之一。它于1989年升空,1995年12月进入环木星轨道。它旅行了28亿英里,它的终结日期比原来预计的晚了六年。“伽利略”号绕木星飞行了34圈,观测结果大大增进了人们对木星和四颗伽利略卫星的了解。 |
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▲ “伽利略”号采用的RCA CDP 1802处理器,该处理器应用在“伽利略”号的数据和命令控制子系统中(外形仅供示意)。 为什么说“外形仅供示意”呢?因为这只是常规版本的RCA-1802,显然无法适用于宇宙的高能辐射环境,因此“伽利略”号真正采用的1802处理器应用了一种叫“Silicon on Sapphire(SOS)”的蓝宝石上硅薄膜技术,具体形态不得而知,但我们还是找到了NASA早年的电路板照片。 |
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▲ “伽利略”号采用的数据和命令控制子系统的电路板。“伽利略”号一共使用了6颗1802处理器,2颗应用于高阶模块,4颗应用于低阶模块。即使有电路板照片,似乎也不知道1802具体的方位在哪儿。电路板共集成176KB的内存。 【7】1989~2011年——航天飞机(Space Shuttle) |
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(哥伦比亚号/28(次)、挑战者号/10、发现号/39、亚特兰蒂斯号/33、奋进号/25) ▲ “航天飞机”(系列)也是NASA推出的可供往返重复使用的低地球轨道航天器系统。从1981年到2011年,五个完整的航天飞机轨道飞行器从佛罗里达州的肯尼迪航天中心(KSC)发射升空,共执行了135次任务。执行任务发射了许多卫星、行星际探测器以及哈勃太空望远镜(HST)。 |
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▲ “航天飞机”(系列)由于属于“低地球轨道航天器系统”,因此对配件要求没有那么苛刻,此时相对常见的英特尔处理器登场了!这一系列采用了IBM的APA-101S计算机系统,每部航天飞机配置5台(4台标准工作用机/1台为备份用机),处理器直截了当用了英特尔的8086系列处理器(早期),这些计算机的功能主要是在驾驶舱中显示信息和数据。后续被更新至英特尔的80386系列处理器。 |
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▲ 英特尔于2014年在社交网站上发布动态,“你知道吗?@NASA 曾在航天飞机项目中使用英特尔8086处理器,直到该项目在2011年终止”。 ★ 此8086、80386并非市面上烂大街的那些古董,虽然参数差不多,但都是航空航天军工级设计的产品,除了美国本土外,其他国家一般是很难见到的。 【8】1990年——哈勃太空望远镜(Hubble Space Telescope) |
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▲ 全世界最著名的太空望远镜——哈勃。 |
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▲ 哈勃望远镜使用了一套叫DF-224的计算机系统,初次执行任务时搭载了一颗15MHz的80386处理器,目前已经更新至25MHz的英特尔80486(截至2020年7月)。 【9】1998年——国际空间站(International Space Station) |
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▲ 国际空间站用的CPU也只是一个英特尔的80386SX,主频20MHz,同时还附带一颗80387协处理器。稳定耐用就好,能起到关键的控制、数据采集及基本处理就行,各种复杂计算那都是地面控制中心做的事儿。 |
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▲ 这是一颗早年面向消费级市场的80386SX-20MHz处理器及其相对应的消费级主板。 |
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▲ 这是国际空间站采用的80386SX-20MHz处理器及其对应的主板、内存、存储系统,全部镀金处理,可以稳定用上几十年。 ★ 现在你应该知道了各种科幻片里面炫酷的宇宙飞船、飞行器的操控台用的是啥CPU了吧?一般都是80386、80486之类的老古董。 ★ 最后,解答一下为什么这些高精尖的设备依然执着于使用如此低性能、老旧的计算平台: (1)飞行器本身并不需要多少处理能力,它们只需要完成最简单的指令下达及响应作用即可,复杂的轨道计算、主信息处理可以交给地面控制中心; (2)由于航天器的研发周期非常长,所以硬件用十几年、几十年前的非常正常; (3)需要尽可能低能耗、低需求且辐射、高温耐受度高,稳定、耐用非常关键,“旅行者1号”、“伽利略探测器”之所以都使用了CMOS处理器,其实NASA并不乐意,但这几乎是当时唯一的选择; (4)既有的成熟方案直接套用省时省力省经费。 |
就算三星手机的半导体数量,抵得上一支军队的电子器件。 要拿三星去杀人,靠的不也得是电池爆炸。 |
在工程领域,尤其是控制领域,一般一个复杂的程序,也就几个MB(写普通单片机机械手程序得到的文件大小)。精简Linux系统嵌入式板子里的程序可能会大点,大概十几个MB吧(这个功能比较多,轮式六爪自走越野机器人的程序,需要应对的情况比较多,给它加上了操作系统)。 没错,咱们常见的工厂机器人,还有汽车ECU之类的,程序都不大,里面只有选择性代码和计算方法代码。他们只会对传感器传递来的数字按照规则进行计算,然后按照选择性规则把计算出来的指令发送到相应部位,整个程序不需要那么大。嫦娥小机器人需要面对的情况有点多,所以可能会用这么大的内存来存储应对不同状况的程序。 那么民用娱乐设备为啥这么大呢?因为图像和声音的存在,使得需要被计算的数据量大了很多很多,无损声音,无损图像,它们的数据量是非常庞大的。说到一个大型游戏,类似于荒野大镖客这样的,说实话,把图像,声音和模型都抹掉之后,核心代码似乎也就几百个MB。 而工程设备和航天设备,不需要计算图像和声音,他们的图像信号都是即时传输给地面或者监控室。如果你加上地面的存储器和图像处理设备,他们的内存和存储器容量可以吊打几乎所有常用的民用设备,没错!就是商用巨型工作站的性能。 为啥不说具体的性能参数呢,因为种类太多,我记不清楚了 ———————————————————————— 以上是原答案,说的不很完美,需要补充一些解释 有的计算机专业的小伙伴说回答里没分清楚运存和存储器。掰扯定义的话,确实没说清楚他们的区别。 存储器(包括rom,以及常说的机械硬盘,固态硬盘和闪存卡等很多种)是用来储存数据和程序的(很长时间,甚至永久),运存是用来暂存执行程序时需要执行的指令队列和需要调用的数据以及程序的执行结果以方便cpu随时获取并执行运算。最大的区别是掉电之后再加电还能不能读出原来的数据。(不是不懂,是举例子的时候没体现清楚,这里抱歉了) 用工业程序和游戏类软件举了个例子,是为了说明工业设备上的程序比我们用的手机和电脑上应用软件调用的数据量小得多。也就是说,探月小车需要执行的程序和需要处理的数据没有我们的电脑和手机那么多,也就不需要占用那么多运存。 还要感谢知友们的科普和补充,由于外太空恶劣的环境,首先,在外太空使用的电子设备需要有很强的抗电磁干扰和抗电离辐射能力;第二个就是散热问题,真空环境中唯一的散热渠道只有辐射,这个条件使探月车上的电子设备不可能有比较高的功率。这些都限制了探月车上无法采用高性能民用或者商用芯片。 |
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主频40MHZ,内存16M,售价60万人民币 |
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