Seu computador travou? Pode ter sido um raio cósmico
Se o seu computador travar, pode ser devido a uma estrela que explodiu em algum lugar do Universo há milhões de anos.
- A cada segundo, 100.000 partículas chamadas raios cósmicos que viajam perto da velocidade da luz atingem cada metro quadrado da atmosfera da Terra, desencadeando cascatas de partículas carregadas que chovem na superfície.
- Quando essas partículas atingem transistores de microchip, elas podem causar falhas e até mesmo causar falhas no computador. Tais colisões de partículas são mais prováveis de ocorrer em altitudes mais altas.
- À medida que os microchips se tornam mais onipresentes e compactam transistores menores em espaços mais apertados, os engenheiros esperam que os raios cósmicos se tornem mais uma preocupação para os designers e usuários de chips.
Em algum lugar do Universo, talvez milhões de anos atrás, uma estrela explodindo ejetou um próton – um de muitos – para o Cosmos. Chamamos essa partícula, viajando próxima à velocidade da luz, de raio cósmico . Durante anos, atravessou o espaço até que, por acaso, um planeta azul-esverdeado entrou em seu caminho. Para nossa partícula viajante, a atmosfera do planeta era como um bloco de concreto. Ele colidiu com uma das muitas moléculas em nossa atmosfera, talvez nitrogênio ou oxigênio, desencadeando a criação de outras partículas – píons, nêutrons, múons, elétrons e pósitrons – em cascata sobre a superfície do planeta. Até…
'Sério? Você vai congelar agora? Computador estúpido!”
Bombardeio de raios cósmicos
Todo segundo, cerca de 100.000 raios cósmicos despejam cada metro quadrado da atmosfera da Terra, mas apenas cerca de oito partículas por metro quadrado chegam à superfície. Essa chuva incessante constitui uma pequena porção da radiação de fundo natural da Terra.
As partículas de carga cósmica atingem quase tudo: você, sua família, seus animais de estimação e, ocasionalmente, transistores em seu computador, tablet, smartphone ou outro dispositivo. Quando este último evento ocorre, a partícula em alta velocidade pode “virar” bits de dados armazenados na memória, provocando uma pequena falha de software ou até mesmo uma falha do sistema em circunstâncias mais raras. Esses “erros leves”, como são chamados, não causam danos duradouros ao hardware, mas podem exigir uma reinicialização para corrigir.
Físico James F. Ziegler , o gerente de Ciências da Radiação da IBM por um quarto de século, inicialmente descoberto efeito irritante dos raios cósmicos nos computadores em 1979. Ele e seus colegas posteriormente estimaram que raio cósmico erros de software ocorrem cerca de uma vez por mês a cada 256 megabytes de memória dinâmica de acesso aleatório (DRAM) instalada. A maioria dos computadores modernos tem cerca de 30 vezes essa quantidade.
Ziegler e outros pesquisadores da IBM também notado que certos lugares da Terra experimentam bombardeios de raios cósmicos mais pesados. Denver, por exemplo, está sujeita a chuvas quatro vezes mais intensas que Nova York, enquanto as cidades do sul da Ásia são cerca de metade da suscetibilidade. Essa variação tem a ver com dois fatores: a altitude de um lugar – quanto mais alto, menos atmosfera protetora há – bem como a “rigidez” do campo geomagnético da Terra na área.
Inscreva-se para receber histórias contra-intuitivas, surpreendentes e impactantes entregues em sua caixa de entrada todas as quintas-feirasA altitude é de longe o maior fator. Enquanto um computador mantido no subsolo pode não apresentar erros leves, um em um avião pode experimentar de 10 a 300 vezes mais, dependendo da localização da aeronave na Terra.
Como sua espaçonave opera além dos limites da atmosfera da Terra, a NASA está ciente de raio cósmico falhas induzidas por décadas. O Ônibus Espacial para operar navegação e controle, então se um sucumbisse a um grave erro leve, os outros manteriam tudo funcionando normalmente com a telemetria correta. Durante uma missão de sete dias, os cientistas da computação da NASA registrariam até 100 erros leves. A maioria das operações espaciais da NASA agora utiliza computadores com chips de computador endurecidos por radiação que contêm transistores que são muito mais difíceis para os raios cósmicos girarem, com uma desvantagem infeliz de operar mais lentamente.
À medida que os microchips se tornam mais onipresentes e compactam transistores menores em espaços cada vez mais apertados, os engenheiros esperam raios cósmicos para se tornar mais uma preocupação para os projetistas de chips, apresentando obstáculos tecnológicos que precisarão ser superados. Isso é especialmente vital para sistemas de computador em aviões, por exemplo, onde uma falha de azar pode colocar em risco centenas de vidas. De acordo com Bharat Bhuva , professor de engenharia elétrica da Vanderbilt University, os fabricantes podem eventualmente precisar adotar a abordagem da NASA e projetar redundância em seus produtos.
Para o resto de nós, a resposta para mitigar o risco de raios cósmicos em nossos computadores é a mesma estratégia testada e verdadeira que existe há décadas: salve com frequência o que estiver trabalhando.
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