太空中的计算机奇迹:Spaceborne 2的探索之旅

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在太空中,辐射、微重力以及对电源和冷却的极端限制,使得计算机的运行环境堪称恶劣。然而,如果你关注空间研究和探索,你就会知道太空中充满了计算机。那么,这些计算机是如何在如此恶劣的环境中工作的呢?

让我们从Spaceborne 2的故事开始。这是NASA、HP Enterprise和Kioxia合作推出的首个在空间站长时间运行的边缘计算服务器。尽管在第一次尝试中遇到了一些学习上的挑战,比如SSD中的超级电容器容易因辐射而故障,但这个项目仍然被视作巨大的成功。

Spaceborne 2的亮点之一是其惊人的存储容量,超过130 terabytes,这在考虑设计挑战时是一项令人难以置信的成就。但这些服务器是如何安装到空间站上的呢?答案是:非常巧妙。

为了演示边缘计算在空间站的重要性,我们可以看看一个关注宇航员安全的用例。在太空行走期间,宇航员需要穿戴EVA手套,而这些手套曾经导致了半数以上的宇航服损伤。为了确保手套的完整性,NASA要求宇航员从各个角度拍摄数百张照片,并将它们传回地球进行分析。这个过程需要五天时间!但有了Spaceborne 2,这个过程只需要45秒。

那么,为什么之前没有人尝试在空间站上安装服务器呢?简单地说,许多人认为这根本不可能行得通。此外,还有一系列其他的挑战需要克服。

服务器在发射过程中必须经受住火箭的震动,通过声学室测试,以及用户友好性评估。而且,所有送往空间站设备都要通过所谓的“白手套测试”,这是一种极端的耐用性测试。

Spaceborne 2采用了标准的HP Enterprise系统,没有特殊的铅装甲或其他装饰。它们选择了具有更多CPU核心的机器用于传统科学应用,而另一台则配备了GPU,用于深度学习和AI。

在存储配置方面,Spaceborne 2选择了SAS接口驱动器而不是NVMe,这是出于性能、可靠性和功率效率的平衡考虑。在空间中,每一点功耗都至关重要。

此外,Spaceborne 2还展示了一种热交换器技术,用于在空间站的极端环境中散热。服务器采用了空气冷却和水冷却的组合,以确保在有限的功率预算下有效地散热。

在网络上,Spaceborne 2配备了四个标准的RJ45端口,通过特殊的37-pin军事规格锁定连接器与空间站的网络连接。尽管网络连接有限,但这并不妨碍Spaceborne 2在空间站中发挥重要作用。

Spaceborne 2的故事还在继续,它不仅展示了计算机在太空中的可能性,还为我们提供了宝贵的经验和教训。如果你对Spaceborne计算机项目感兴趣,下面有一些资源链接供你深入了解。

在探索太空的旅程中,我们正一步步揭开这个神秘领域的面纱,而Spaceborne 2正是这场探索之旅中的奇迹之一。

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