NASA推出新一代抗辐射AI处理器 太空算力借此提升500倍

这一项目隶属于 NASA 的“高性能航天飞行计算”（High Performance Spaceflight Computing）计划，目标是显著提升用于探索任务航天器的机载计算能力。 目前服役的航天器多依赖较老旧但高度可靠、足以在恶劣太空环境中长期工作的平台级处理器，但这些芯片在性能上已难以满足下一代深空任务的需求。 NASA 指出，更先进的处理器是实现航天器高度自主、加速机载科学数据分析、并在未来支持月球及更远深空载人任务的关键基础。

NASA 表示，这款新一代多核系统在延续以往空间级处理器可靠性的基础上，进一步实现了容错、灵活和高性能的兼顾。 相关负责人强调，推进空间飞行计算技术不仅是工程突破，也是 NASA 与产业界深度协作的成果体现。

项目核心是一枚针对太空环境专门加固的抗辐射处理器，其目标是在承受严酷太空条件的同时，提供相较当前空间飞行计算机高达 100 倍的算力提升。 为验证其可靠性，位于美国加州的 NASA 喷气推进实验室（JPL）工程团队正在对该芯片进行高强度测试，模拟深空辐射、极端温差与剧烈冲击等环境。

按照空间应用要求，这类处理器必须经受高能粒子辐射、剧烈机械冲击以及大幅的温度变化，这些因素都有可能损坏精密电子元件。 来自太阳和深空的高能粒子还可能引发计算错误，从而迫使航天器进入“安全模式”，关闭非关键系统，等待地面工程师排查问题。 为此，NASA 还专门考察该芯片在复杂星体着陆环境下的表现。

在测试环节中，工程团队利用来自真实任务的高精度着陆场景数据，对芯片进行“实战化”考验，这类场景通常需要高功耗硬件来实时处理海量着陆传感器数据。 项目负责人表示，目前是参与这类硬件研发的激动人心阶段，因为它将为 NASA 的“下一次巨大飞跃”提供算力基础。 该处理器在 JPL 的测试于今年 2 月启动，预计将持续数月，初步结果显示芯片运行表现符合预期，其性能大致可达到当前航天器使用的抗辐射处理器的约 500 倍。

在测试开始之初，团队以一封主题为“Hello Universe（你好，宇宙）”的电子邮件纪念这一节点，向早期计算机时代的经典“问候世界”传统致敬。

这款处理器由 JPL 与总部位于美国亚利桑那州钱德勒市的微芯科技公司（Microchip Technology Inc.）合作研发。 早期版本芯片已分发给国防和商用航空航天领域的合作伙伴，用于前期应用验证与评估。

NASA 表示，相关技术有望让未来的自主航天器在远离地球、通信延迟较大的环境下，借助机载人工智能，实时应对突发情况，在人类无法快速干预时自主作出决策。 此外，这一处理器还将帮助深空任务更高效地完成科学数据的快速分析、存储与回传，并为未来月球和火星等载人任务提供强大的机载计算支持。

从架构上看，这是一枚“系统级芯片”（System-on-a-Chip，SoC），即将计算机的核心组件集成到一块可以放在手掌中的芯片上。 它集成了中央处理单元、专用计算加速单元、先进网络系统、存储器以及各类输入/输出接口。 SoC 在智能手机和平板设备中已十分常见，凭借体积小和能效高的优势广泛应用于消费电子领域。 不同的是，JPL 正在测试的这款芯片专门为深空长期任务设计，可在远离任何维修人员的数百万甚至数十亿英里之外，在严酷环境中稳定运行多年。

一旦技术通过空间飞行认证，NASA 计划将其部署在多类型任务中，包括地球观测卫星、行星表面探测车、载人舱段以及各类深空航天器。 微芯科技公司也计划将这一技术扩展应用到地面产业，如航空和汽车制造等领域，为这些行业提供更高可靠性与算力的嵌入式平台。

该项目由 NASA 朗利研究中心负责管理，隶属于空间技术任务理事会的“颠覆性发展”（Game Changing Development，GCD）计划。 GCD 项目与由加州理工学院管理的 JPL 一同推动这项技术，从早期任务需求和产业研究阶段一路走向具体研发与交付。 NASA JPL 于 2022 年正式选择微芯科技作为合作伙伴，而后者也投入自有研发资源推动处理器的设计与实现。