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第65章 真空与辐射

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星载计算机的研制,如同一艘驶向未知海域的航船,刚刚离开“重量与功耗”的浅滩,便迎面撞上了“真空与辐射”的冰山。这两大太空环境的终极杀手,远比想象中更为狰狞。

方案论证会议室里,烟雾缭绕的程度比院长办公室有过之而无不及。墙上挂满了初步的结构草图、电路框图,以及用红色墨水醒目标注着问号和惊叹号的环境参数表。压抑的气氛几乎凝成了水珠,从天花板上滴落。

“真空环境,”一位负责结构与环境适应的老工程师,用教鞭敲打着黑板上的示意图,声音干涩,“不仅仅是‘没有空气’那么简单。它意味着常规的对流散热完全失效!我们的计算机在运行时会产生热量,在地面上,靠空气流动就能带走大部分。但在真空里,热量只能依靠传导和辐射这两种效率低得多的方式散发出去!如果热设计失败,机器要么在低温下无法启动,要么就在自身产生的热量里被活活‘闷烧’至死!”

他指向草图上那几个被重点圈出的芯片位置:“这些功耗大户,将是最大的发热源。我们必须设计极其高效的导热路径,可能要用到昂贵的铍青铜、高导热石墨材料,还要考虑在表面喷涂特殊涂层,以增强热辐射能力。这不仅仅是增加点重量的问题,更是结构和材料工艺上的巨大挑战!”

他的话音刚落,另一位专门研究空间辐射效应的女专家就站了起来,她的脸色同样凝重。

“热问题或许还能靠材料和结构想办法,但辐射……”她顿了顿,似乎在寻找合适的词语来描述其恐怖,“太空充满了来自太阳和宇宙深处的高能粒子辐射,以及地球辐射带捕获的带电粒子。它们像无形的、极度微小的炮弹,可以轻易地穿透外壳,直接轰击芯片内部的晶体管。”

她在黑板上画了一个简单的晶体管结构。“高能粒子击中硅晶格,可能产生额外的电荷,导致逻辑状态瞬间翻转——也就是我们之前遇到过的‘软错误’,但在太空,这将是常态!更可怕的是,如果粒子能量足够高,可能直接造成晶格损伤,形成永久的、不可恢复的‘硬错误’!或者引发门锁效应,导致器件烧毁!这意味着,我们的计算机可能在毫无征兆的情况下,突然瘫痪,或者直接报废!”

“砰!”王铁柱忍不住一拳砸在桌子上,震得几个搪瓷缸子嗡嗡作响,“他娘的!这鬼地方,又是冻又是烤,还有看不见的枪子儿满天飞!这计算机上去,不就是个活靶子吗?!”

他的话粗鲁,却道出了所有人的心声。会议室里一片死寂,绝望的情绪如同潮水般上涨。这已经不是技术难题,这更像是自然法则对他们设下的、近乎无解的绝杀局。

陆知行坐在主位,双手交叉放在桌上,指节因为用力而微微发白。他没有看那些令人沮丧的图表,而是将目光投向一直沉默不语的林云深和雷震宇。

“林工,”陆知行点名,声音在压抑的会议室里显得格外清晰,“从逻辑和系统层面,对抗辐射引起的软、硬错误,有什么思路?”

林云深抬起头,镜片后的目光穿过烟雾,显得异常冷静,仿佛那些可怕的辐射在他眼中只是一组需要处理的异常参数。

“三重模冗余表决。”他言简意赅地吐出几个字,随即拿起粉笔,在黑板上快速画出一个结构图,“关键逻辑单元和存储单元,同时由三套完全相同的电路执行或存储,通过一个表决器进行输出。只要不是两套或三套同时出错,系统就能自动屏蔽错误,输出正确结果。这是应对软错误最有效的架构级策略。”

他顿了顿,补充道:“但这会显着增加芯片面积、重量和功耗。”

接着,他又写下几个术语:“纠错编码,EdAc。在存储器总线和应用数据流中引入校验位,可以检测并纠正单比特错误,检测多比特错误。需要额外的编码解码电路。还有,定期内存扫描刷新,watchdog 定时器……这些是软件和系统级可以采取的容错措施。”

他的话语,像是一把冰冷的手术刀,开始尝试解剖这个名为“辐射”的怪物。

陆知行点了点头,目光转向雷震宇:“老雷,物理层面的加固,有没有可能?”

雷震宇眯着眼,盯着黑板上的芯片结构图,仿佛要用目光将它拆解。他缓缓开口,声音低沉而肯定:“有。但得下狠功夫。”

“第一,精选元器件。不是从货架上拿,而是要跟厂家定制,提出远超军标的抗辐射指标,对每一批次的芯片进行抽样辐照试验,筛选出‘硬骨头’。”

“第二,局部屏蔽。在芯片封装内部,或者关键电路周围,采用高密度、高原子序数的材料(如钽、钨合金)做成薄片进行局部防护,重点防御高能粒子。这需要极其精密的装配工艺。”

“第三,”他伸出粗糙的手指,点了点自己的太阳穴,“布局布线。在pcb设计时,就要考虑让敏感电路尽量分散,避免被一箭双雕。这活儿,得靠经验和耐心,一点点磨。”

思路,在绝望的包围中,被一点点地开辟出来。

陆知行站起身,走到黑板前,拿起粉笔,在林云深和雷震宇提出的要点上重重画了几个圈。

“所以,并非无路可走!”他的声音提振了起来,“真空散热,我们就联合材料所、热物理所,攻关新型导热材料和辐射涂层,把热设计做到极致!把每一分重量,都用在散热的刀刃上!”

“辐射防护,我们就采取‘软硬兼施’的策略!架构上冗余表决,系统上编码容错,器件上严格筛选,物理上局部屏蔽和优化布局!用系统工程的方法,构筑一道对抗辐射的立体防线!”

他目光锐利地扫过全场:“困难是客观存在的,但办法总比困难多!我们现在要做的,不是在这里被困难吓倒,而是立刻行动起来!”

他迅速做出部署:

“林云深,你牵头成立容错架构设计组,一周内拿出基于tmR和EdAc的初步设计方案!”

“老雷,你负责对接元器件厂家和屏蔽材料研究单位,立即启动抗辐射器件筛选和局部屏蔽方案的可行性研究!”

“其他人,配合进行热仿真分析和结构设计优化!”

会议结束时,虽然压力依旧如山,但那种令人窒息的绝望感,已经被一种更为紧迫、更具方向感的攻坚氛围所取代。

走出会议室,赵庆民快步跟上陆知行,脸上还带着震撼后的余波:“陆工,太空环境……也太可怕了。我们真的能造出能在那种环境下工作的计算机吗?”

陆知行停下脚步,望向研究院窗外那片有限的、被高楼分割的天空。他的目光,却仿佛已经穿透了大气层,看到了那片危机四伏却又充满诱惑的深空。

“庆民,”他轻声说道,语气却异常坚定,“正是因为那里环境可怕,我们才更要把计算机送上去。让它代替我们的眼睛,我们的大脑,去看清那片未知,去征服那片险恶。”

“这,就是我们的使命。”

真空与辐射,是横亘在前的天堑。

但也正是这天堑,激发了这群地球上的“凡人”,决心要为自己的造物,铸就能在星辰间生存的“神躯”。

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