玉兔怎么畫:關于玉兔二號,外媒是怎么報道的?

這次的玉兔登月玉兔怎么畫,確實是墻內開花墻外香啊,一眾外國網友們甚至激動的心情比咱們國人還要瘋狂,其中就包括NASA局長和spaceX的創始人埃隆馬斯克等 。

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美國宇航局局長親自發推祝賀中國實現人類首次月背登陸 。
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spaceXCEO埃隆馬斯克在新華網推特下面回復祝賀!
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俄羅斯衛星通訊社同樣大幅報道玉兔登月 。
德國媒體同樣對此進行了充分關注 。
由于此次玉兔登陸月球背面是人類首次,因此也成功吸引了全世界的矚目,甚至在國內媒體還沒有放出官方確認玉兔成功登陸的時候,外國很多的媒體和網友都按耐不住激動之情,紛紛想在第一時間轉發登陸成功的消息 。
滯留塞班島的1600名中國旅客已經基本撤離完成了~
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據新華社報到,截至塞班當地時間30日,因為超強臺風“玉兔”過境而被迫滯留的中國旅客已基本撤離完成 。每次遇到重大臺風災害,總有中國旅客滯留,也總有人發出疑問:為什么明知道有臺風,還去這個地方?其實,不能怪他們的 。
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【玉兔怎么畫:關于玉兔二號,外媒是怎么報道的?】10月24日深夜,臺風“玉兔”襲擊塞班島、天寧島~
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首先,酒店和機票都是早早買好了的,不能退的 。因為大家休個年假也比較煩,為了同事們互相之間不沖突,得調班或者商量,假期已經固定在那幾天了 。然后也約了朋友或者戀人、老婆,大家時間碰在一起不容易 。然后就是早早訂好酒店、買好機票,等著出發了 。而臺風是不可抗力因素,你還沒出發的話,臺風還沒影呢,訂的酒店、買的機票,是不能退的 。
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“玉兔”行進路線、眼墻襲擊范圍示意圖,中氣愛繪制~
其次,“玉兔”生成之遙遠和加強之迅猛,非專業認識是沒感覺的 。塞班島在太平洋深處,因為有厄爾尼諾在發展,才使得太平洋東部的海溫持續升高 。所以8月中旬以后生成的臺風,距離不再是近海,而是逐漸變成遠洋臺風 。
比如這個“玉兔”,就離我國大陸近萬里,加上生成和途徑之處都是北緯18度以南,統統都是高海溫,才導致“玉兔”能量暴漲,不但成為本年度“風王”,更是1945年以來登陸美國的最強熱帶氣旋 。
關鍵是“玉兔”發育太快了,從生成到登上“風王”寶座,只花了兩天多時間!!已經在塞班島的旅客,怎么會知道呢?還來得及離開嗎?即使可以搶著撤離,航班數是一定的,且“玉兔”是不是一定要正面沖擊塞班島都是未知數啊!
所以,抱有僥幸心理的人,也大有人在 。
要知道,美國20世紀發射的阿波羅11號制導計算機的運行內存才不到4k,存儲空間才72k,即使是21世紀的玉兔號內存也才256M 。很多人喜歡將玉兔號、阿波羅號的計算機內存與手機甚至個人電腦相比較,以為像登月這么偉大、這么復雜的任務得需要幾百上千G的內存,其實這都是誤解 。可以這么說,市面上的華為、小米也好,蘋果手機也好,存儲空間都是512G起步,是阿波羅計算機存儲容量的700萬倍,手機無論是運行內存還是存儲空間都能把阿波羅摁在地上碾壓 。
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除了內存外,阿波羅號計算機芯片運行速度只有0.43MHz,天宮一號上的CPU主頻也就10Mhz,美國好奇號火星車上的CPU主頻也只有200Mhz 。而手機芯片的單個核心運行速度就達到了2.86GHz 。更不用說iPhone12的A14芯片架構可容納約116億個晶體管,每秒可處理22.6億個指令,這比阿波羅的導航計算機快了近10億倍 。
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但是,為什么這些復雜的航天任務都不用更先進、更大的存儲器和芯片呢?這篇文章,站長就帶大家聊聊這個話題 。
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宇航級芯片更關注穩定性電腦、手機、電視等消費品上所用的芯片為消費級芯片,像工業機器人、各種工控設備商用的是工業級芯片,而玉兔號等航天產品上用的芯片為宇航級芯片 。由于這三種芯片所用的場景不同,所關注的性能就不一樣 。
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就宇航級芯片來說,最關心的莫過于穩定性了,而關系到穩定性指標的,則是抗干擾能力、抗高溫/低溫能力、抗輻射能力和功耗大小了 。
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抗高溫、抗低溫能力我們以抗高溫、抗低溫能力舉個例子 。
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玉兔號所處的月球因為沒有大氣的保護,那里的溫度取決于太陽的光照,由于不存在空氣散熱,受光面和被光面溫差非常大,白天最高溫度為160℃,而到了夜間最低可達-180℃,因此,玉兔號為了能在這個溫度范圍下繼續工作,所用芯片的耐溫閾值必須達到-180度~+160的范圍(玉兔號上是有太陽板電池進行保溫的,實際溫度范圍稍微好點) 。
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而我們使用的手機,所用的芯片在大約-10°C以下或50°C以上就難以正常工作,更別說在零下180度的環境下使用了 。
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正是因此,商業級、工業級、軍品級、宇航級CPU有著不同標準 。由于各種測試非常多,數據指標也非常細,這里僅就工作溫度(存儲溫度范圍更寬)做羅列:
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商業級CPU的工作溫度為0℃~70℃ 。
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工業級CPU的工作溫度為-40℃~85℃ 。
軍品級CPU的工作溫度為-55℃~125℃ 。
宇航級CPU不僅在工作溫度上有著不亞于軍品級CPU的水準,而且還有抗輻射等方面的要求 。
抗輻射能力在太空環境中,宇宙輻射是不可避免的,而宇宙輻射恰恰會對CPU造成損壞 。
我們知道,微電子器件中的數字和模擬集成電路的輻射效應一般分為總劑量效應(TID)、單粒子效應(SEE)和劑量率(Dose Rate)效應 。總劑量效應源于由γ光子、質子和中子照射所引發的氧化層電荷陷阱或位移破壞,包括漏電流增加、MOSFET閾值漂移,以及雙極晶體管的增益衰減 。
SEE是由輻射環境中的高能粒子(質子、中子、α粒子和其他重離子)轟擊微電子電路的敏感區引發的 。在PN結兩端產生電荷的單粒子效應,可引發軟誤差、電路閉鎖或元件燒毀,SEE中的單粒子翻轉會導致電路節點的邏輯狀態發生翻轉 。
劑量率效應是由甚高速率的γ或X射線,在極短時間內作用于電路,并在整個電路內產生光電流引發的,可導致閉鎖、燒毀和軌電壓坍塌等破壞 。
上述幾種情況都會導致芯片損毀 。
有人用華為Mate10手機做過抗輻射實驗,實驗中手機被釩鉀鈾礦(有放射性)照射了大約6小時,屏幕上就出現了明顯的帶狀亮斑,輸入法也無法打出正確的字了,顯然,手機芯片已經受到了輻射干擾 。
而宇航級CPU則通過一系列手段實現了抗輻射加固設計,包括材料設計、系統設計、結構設計、電路設計、器件設計、封裝設計、軟件設計等都有硬性指標 。
中國的宇航級芯片超越俄羅斯、追平美國我們國家的宇航級芯片設計之路起步較晚,在很長一段時間處理器大多依賴進口,國產的人造衛星也大多使用進口CPU 。
而美國為首的西方國家嚴格限制高性能的宇航級和軍品級CPU的出口,使我國星載計算機的研制受到很大的限制 。
此后,我們國家科技人員采用兩條路線分別進行了宇航級芯片開發,一條是自主研發路線,一條是引進開源代碼或逆向路線 。
引進代碼后進行逆向研發,這條路稍微簡單一些,也涌現了一批代表性成果,如應用于航天的386EX芯片,被用于遙感X號、風云X號、試驗X號等衛星的國產版P1750等 。不過,由于這些開源代碼往往技術落后,大多存在性能偏低的問題 。
而進行自主研發路線雖然經常碰壁,但有一個好處,那就是具備自主的技術迭代能力 。2015年發射的北斗雙星實現了100%采用國產CPU,在北斗雙星上搭載了龍芯1E和龍芯1F,性能指標為200MIPS 。龍芯1E和龍芯1F的售價僅為幾萬元一片,比當時西方出售給中國的宇航級芯片ATMELAT697便宜將近5倍(ATMELAT697芯片30萬一片,嫦娥四號用的就是ATMELAT697) 。
在2017年,龍芯1E300問世,使用64位雙發射GS264處理器核,128位向量,增加Spacewire總線,主頻200Mhz,400MIPS,這個指標已經達到美國高端抗輻照芯片的水平 。目前該芯片已經在成都某所、上海某所的光纖陀螺、太陽敏感器、地球敏感器等進行了使用 。
正是由于中國龍芯1E300等的研制成功,在2019年的莫斯科航展上,前俄羅斯副總理、俄航天國家集團公司總經理德米特里·羅戈津表示,俄羅斯希望從中國購買微電子設備,以更新老舊的俄羅斯電子裝備 。
結論綜上所述,手機、電腦上的芯片雖然運算能力更強,但宇航級芯片更追求性能穩定可靠,它的執行程序被各種條件所限制,并沒有手機的圖像渲染、AI控制等各種場景計算,因此,200M的內存對于航天器來說完全夠用了 。
這里是科學驛站,我是站長,華中科技大學物理學博士,是一名熱愛科學、熱愛分享的科普答主,同時也是科學領域優質創作者、今日頭條青云獲獎者,如果我的文章有幫助到你,歡迎點贊和關注哦 。