NASA-HPSC-Prozessor: 500-fache JPL-Testanalyse

Der interessanteste Computer im Raum könnte der sein, den die NASA zwischen einem blauen Nitrilhandschuh und der Zukunft autonomer Tiefraummissionen fotografiert hat. Das NASA Jet Propulsion Laboratory beschreibt den High Performance Spaceflight Computing Processor, kurz HPSC, als klein genug, um in eine Handfläche zu passen, und dennoch mit der Leistung eines vollständigen Systems auf einem Chip. SpaceDaily ergänzt die Zahl, bei der jede Avionik-Ingenieurin und jeder Avionik-Ingenieur aufrechter sitzt: Tests am JPL zeigen Hinweise auf die 500-fache Leistung der strahlungsgehärteten Chips, die derzeit in der Raumfahrt verwendet werden, wobei die Qualifizierung noch bevorsteht. Dieser letzte Nebensatz ist die verantwortungsvolle technische Warnsirene im Hintergrund. Das ist keine Siegesparade durch die Missionskontrolle. Es ist eher so, als würde man hören, wie die Tresortür aufklickt, während der Fluchtfahrer noch den Reifendruck prüft, denn Weltraumhardware gewinnt nicht allein auf einem Labordiagramm.

Der Chip auf dem Handschuh

Das NASA Jet Propulsion Laboratory sagt, HPSC sei dafür entwickelt, den Tiefraum zu überstehen und Raumfahrzeugen zugleich genug Rechenleistung zu geben, um selbstständiger zu „denken“. Diese Einordnung ist wichtig, denn ein Raumfahrzeugprozessor ist keine Laptop-CPU mit einer winzigen Folien-Decke. Er ist eine Entscheidungsbox, die unter harten Bedingungen weiterarbeiten muss, während niemand in der Nähe ist, um den Akku herauszunehmen, die Platine neu einzusetzen und das uralte Reparaturgebet zu murmeln. Das JPL sagt außerdem, das Projekt sei Teil einer kommerziellen Partnerschaft und ziele darauf ab, die Rechenleistung von Raumfahrzeugen für autonome Raumfahrzeuge, schnellere Analysen wissenschaftlicher Daten und die Unterstützung von Astronautinnen und Astronauten bei Missionen zum Mond und Mars zu verbessern. Sprechen wir über das, was sie nicht zum lautesten Teil der Keynote-artigen Präsentation gemacht haben: Integration. Ein vollständiges System auf einem Chip ist die Avionik-Version davon, Planer, Ausguck, Safeknacker und Funker in ein einziges kompaktes Paket zu stecken, wodurch lokale Entscheidungen weniger von älteren Rechenwegen abhängig werden können.

Die versteckte Spezifikation,

die die Mission verändert Laut SpaceDaily zeigt HPSC in JPL-Tests Hinweise auf eine 500-fache Leistungssteigerung im Vergleich zu strahlungsgehärteten Chips, die derzeit in der Raumfahrt verwendet werden. Das ist die Spezifikation, die mit den Diamanten unter der Diele versteckt liegt, denn der eigentliche Vergleich ist nicht der mit einem Verbraucherprozessor auf einem Schreibtisch. Der Vergleich gilt Flughardware, die überlebt hat, weil sie konservativ, zuverlässig und absichtlich schwer kaputtzubekommen ist. Der Grund, warum Leserinnen und Leser sich dafür interessieren sollten, ist kein Punktevergleich aus Eitelkeit. SpaceDaily ordnet den Leistungsgewinn im Zusammenhang mit künftigen Raumfahrzeugen ein, die KI-gestützte Entscheidungen selbst treffen, wenn die Kommunikation mit der Erde verzögert ist, während Universe Today den breiteren Bedarf an Systemen beschreibt, die mit minimaler oder sogar ganz ohne menschliche Aufsicht arbeiten können, je weiter Missionen sich von der Erde entfernen. Wenn ein Raumfahrzeug mehr Daten an Bord analysieren kann, kann es entscheiden, was Aufmerksamkeit verdient, bevor die beste Gelegenheit am Fenster vorbeigedriftet ist.

Warum Weltraumchips aus guten Gründen hinterherhinken

Universe Today weist darauf hin, dass Weltraumprozessoren gegen extreme Temperaturen und hohe Strahlungswerte gehärtet sein müssen. Hier wird der Spaß weniger glamourös und ehrlicher. Ein Chip, der einen Benchmark gewinnt, aber durch Strahlung durcheinandergerät, ist kein Missionscomputer, sondern ein sehr teurer Stimmungsring. Das NASA Jet Propulsion Laboratory macht denselben Zuverlässigkeitspunkt von der anderen Seite aus deutlich und sagt, Missionen nutzten Chips, die vor Jahren entwickelt wurden, weil sie robust und zuverlässig sind. Das ist keine Rückständigkeit. Das ist das Hardware-Äquivalent dazu, den Fluchtfahrer anzuheuern, der noch nie einen Unfall gebaut hat, selbst wenn das Autoradio aus einem anderen Jahrhundert stammt.

Die nächste Zerlegung heißt Qualifizierung

SpaceDaily formuliert vorsichtig, dass die Qualifizierung noch bevorsteht, und genau diesen Satz sollte man mit rotem Stift einkreisen. Bei Geräten für die Erde kann frühe Testleistung schnell zu einem Produktversprechen werden. Bei Raumfahrzeugen ist die Qualifizierung der Punkt, an dem der Prozessor beweisen muss, dass er nicht nur auf dem Prüfstand schnell ist, sondern auch vertrauenswürdig in einer Maschine, die möglicherweise weit von jeder Hilfe entfernt ist. Das NASA Jet Propulsion Laboratory sagt, modernisierte Chips seien nötig, um Autonomie zu unterstützen, wissenschaftliche Entdeckungen durch schnellere Analysen zu beschleunigen und Astronautinnen und Astronauten bei Mond- und Marsmissionen zu helfen. Wenn HPSC sich weiter bewährt, wird die interessante Verschiebung nicht darin bestehen, dass Raumfahrzeugcomputer auf dem Papier beeindruckender werden. Sie wird darin bestehen, dass Missionsplanerinnen und Missionsplaner andere Fragen stellen können: Was sollte das Raumfahrzeug lokal entscheiden, welche Daten sollte es priorisieren, und wie viel Wissenschaft kann stattfinden, bevor die Erde überhaupt antwortet? Für Entwicklerinnen und Entwickler, Studierende und Hardware-Beobachterinnen und -Beobachter ist HPSC eine schöne Erinnerung daran, dass der beste Prozessor immer durch seine Umgebung definiert wird. Auf deinem Schreibtisch kann Leistung Frames, Kompiliervorgänge oder Inferenzdurchsatz bedeuten. Im Tiefraum bedeutet Leistung, nützliche Arbeit zu leisten, während Strahlung, Entfernung und Zeit sich verschwören wie eine sehr geduldige Heist-Crew.