خیز بلند تیم آبی برای فتح فضا

اینتل با معرفی تراشه جدید Starfire نشان داده که برنامه‌هایش فقط به بازار کامپیوترها و دیتاسنترها محدود نمی‌شود. این شرکت حالا به‌دنبال ورود جدی‌تر به صنعت فضا است و برای همین، یک SoC تازه را معرفی کرده که به‌طور ویژه برای ماهواره‌ها و سامانه‌های فضایی توسعه یافته است. نکته مهم اینجاست که Starfire قرار نیست فقط یک تراشه مقاوم برای کار در فضا باشد؛ بلکه آمده تا پردازش هوش مصنوعی را هم مستقیما به مدار زمین ببرد.

براساس اطلاعات منتشرشده، اینتل دو نسخه از Starfire را در نظر گرفته است؛ یک مدل کم‌مصرف برای کاربردهایی که محدودیت انرژی در آن‌ها جدی است و یک مدل قوی‌تر برای سیستم‌هایی که به توان پردازشی بیشتر نیاز دارند. اگر روند توسعه طبق برنامه پیش برود، نمونه‌های اولیه این تراشه در سه‌ماهه سوم سال عرضه می‌شوند.

پردازنده 8 هسته‌ای مبتنی بر 18A؛ قلب تپنده Starfire

در بخش پردازشی، Starfire به یک CPU هشت‌هسته‌ای مجهز شده که با فناوری ساخت 18A توسعه یافته است. این پردازنده از چهار هسته قدرتمند و چهار هسته کم‌مصرف تشکیل می‌شود؛ ترکیبی که برای ایجاد تعادل میان قدرت پردازش و بهره‌وری انرژی طراحی شده است.

در نسخه کم‌مصرف، هسته‌های قدرتمند با فرکانس 1.0 گیگاهرتز کار می‌کنند و هسته‌های کم‌مصرف نیز روی 850 مگاهرتز تنظیم شده‌اند. توان حرارتی این مدل 10 وات اعلام شده که آن را به گزینه‌ای مناسب برای ماموریت‌های فضایی با منابع محدود انرژی تبدیل می‌کند.

در طرف مقابل، نسخه پرقدرت Starfire با فرکانس‌های بالاتری عرضه می‌شود. در این مدل، هسته‌های Performance تا 3.1 گیگاهرتز و هسته‌های Efficiency تا 2.1 گیگاهرتز می‌رسند. طبیعتا این افزایش عملکرد با مصرف انرژی بیشتری همراه است و توان حرارتی آن به 35 وات می‌رسد.

گرافیک Intel 3 در کنار هسته‌های Xe؛ قدرت بیشتر برای پردازش در فضا

اینتل در Starfire فقط روی پردازنده مرکزی تمرکز نکرده و یک بخش گرافیکی اختصاصی هم برای آن در نظر گرفته است. هر دو نسخه این تراشه به یک GPU Tile مبتنی بر Intel 3 مجهز شده‌اند که شامل چهار هسته Xe و در مجموع 64 واحد اجرایی است.

در نسخه کم‌مصرف، فرکانس هسته‌های گرافیکی بین 800 مگاهرتز تا 1.0 گیگاهرتز قرار دارد. این در حالی است که در مدل قوی‌تر، این عدد تا 2.0 گیگاهرتز افزایش پیدا می‌کند. این تفاوت به نسخه پرقدرت اجازه می‌دهد بارهای گرافیکی و محاسباتی پیچیده‌تری را در مدار مدیریت کند.

حضور NPU در Starfire؛ هوش مصنوعی مستقیم روی ماهواره

یکی از مهم‌ترین ویژگی‌های Starfire، برخورداری از NPU یا واحد پردازش عصبی است. این بخش به تراشه اجازه می‌دهد پردازش‌های مرتبط با هوش مصنوعی را بدون وابستگی کامل به ایستگاه‌های زمینی انجام دهد.

نسخه کم‌مصرف Starfire تا 45 TOPS توان پردازش INT8 ارائه می‌دهد و نسخه قدرتمندتر این عدد را به 75 TOPS می‌رساند. این یعنی ماهواره‌ها و دیگر سامانه‌های فضایی می‌توانند بخشی از تحلیل داده‌ها، پردازش تصویر و وظایف مرتبط با AI را همان‌جا در فضا انجام دهند؛ بدون اینکه مجبور باشند همه‌چیز را برای پردازش به زمین بفرستند.

این قابلیت از نظر عملی بسیار مهم است. هرچه پردازش بیشتری در خود ماهواره انجام شود، تاخیر کمتر می‌شود، مصرف پهنای باند کاهش پیدا می‌کند و سرعت تصمیم‌گیری بالا می‌رود. برای ماموریت‌های حساس فضایی، این مزیت می‌تواند کاملا تعیین‌کننده باشد.

Starfire برای شرایط سخت فضا ساخته شده است

فضا محیطی معمولی برای کار کردن تراشه‌ها نیست. به همین دلیل، Starfire از ابتدا برای شرایط بسیار سخت طراحی شده است. اینتل اعلام کرده این تراشه می‌تواند در بازه دمایی منفی 55 تا 125 درجه سانتی‌گراد فعالیت کند؛ محدوده‌ای که برای بیشتر قطعات الکترونیکی بسیار سنگین و چالش‌برانگیز است.

علاوه بر این، اسناد فنی Starfire نشان می‌دهند که این تراشه در برابر انواع اثرات ناشی از تابش فضایی مقاوم‌سازی شده است. این مقاومت شامل تابش یون‌ساز کلی، قفل‌شدگی ناشی از رویداد تک‌ذره‌ای و سایر اثرات مشابه می‌شود. این ویژگی‌ها برای هر سخت‌افزاری که قرار است در مدار یا اعماق فضا کار کند، حیاتی هستند.

چرا مقاومت در برابر تابش برای تراشه‌های فضایی اهمیت دارد؟

یکی از بزرگ‌ترین تهدیدها برای پردازنده‌هایی که در فضا استفاده می‌شوند، تابش است. پرتوهای یون‌ساز می‌توانند از درون تراشه عبور کنند و باعث تغییر بیت‌ها در حافظه یا اختلال در مدارهای منطقی شوند. نتیجه چنین اتفاقی می‌تواند از یک خطای کوچک تا خرابی جدی داده‌ها متفاوت باشد.

از طرف دیگر، قرار گرفتن طولانی‌مدت در معرض تابش می‌تواند به فرسودگی تدریجی قطعات منجر شود. همچنین برخورد ناگهانی ذرات پرانرژی ممکن است خطاهای فوری ایجاد کند. به همین دلیل، تراشه‌های فضایی پیش از استفاده باید مراحل سخت‌گیرانه مقاوم‌سازی و تایید صلاحیت را پشت سر بگذارند؛ حتی اگر بر پایه طراحی‌های تجاری توسعه یافته باشند.

هدف اینتل از Starfire چیست؟

ورود Starfire به صنعت فضا از این جهت مهم است که بسیاری از سامانه‌های فضایی هنوز به فناوری‌های ساخت قدیمی‌تر وابسته‌اند. دلیل این موضوع هم روشن است: در پروژه‌های فضایی، پایداری و اطمینان معمولا از هر چیز دیگری مهم‌تر است. با این حال، اینتل حالا تلاش کرده ترکیبی از فناوری‌های جدیدتر را به این حوزه وارد کند.

 ترکیب CPU مبتنی بر 18A، گرافیک Intel 3 و NPU در قالب یک SoC واحد، به ماهواره‌ها و فضاپیماها اجازه می‌دهد داده‌ها را در لحظه پردازش کنند، وظایف هوش مصنوعی را مستقیما روی خود سامانه انجام دهند و در عین حال با محدودیت‌های سخت‌گیرانه فضا از نظر ابعاد، وزن و مصرف انرژی سازگار بمانند.  

جمع‌بندی

تراشه Starfire را می‌توان یکی از جاه‌طلبانه‌ترین تلاش‌های اینتل برای ورود به دنیای پردازش فضایی دانست. این SoC جدید فقط یک چیپ مقاوم برای فضا نیست، بلکه ترکیبی از CPU، GPU و NPU را در اختیار سیستم‌هایی قرار می‌دهد که به پردازش سریع، هوش مصنوعی داخلی و پایداری بالا نیاز دارند.

اگر این پروژه طبق برنامه پیش برود، Starfire می‌تواند در نسل آینده ماهواره‌های هوشمند نقش مهمی داشته باشد؛ ماهواره‌هایی که قرار نیست فقط داده جمع کنند، بلکه باید همان‌جا در مدار تحلیل کنند، تصمیم بگیرند و سریع‌تر واکنش نشان دهند.