Yarıiletken mimarisinde arızalanma oranları.
(Kaynak: Bharat Bhuva/spacedaily.com)
Spacedaly.com’da 21 Şubat 2017 tarihinde yayımlanan bir habere bakılırsa… evet…!
Araştırmacılar, uzaydan gelen yüksek enerjili atom-altı parçacıkların akıllı-telefon (smartphone), bilgisayar ve diğer kişisel elektronik cihazlarda düşük seviyeli etkilenmelere (arızalara) sebep olduğunu belirledi…!
Bir bilgisayar arızalanarak, ekranı maviye döndüğünde veya bir akıllı telefonun ekranı donduğunda, en azından, zaman kaybettirici bir “tekrar başlatma” (reset) işleminin yapılması gerekir…
Araştırmacılar, birçok durumda, bu arızaların Güneş Sisteminin dışından gelen elektrik yüklü parçacıklar yüzünden meydana geldiğini düşünüyor…
Vanderbilt Universitesinin Elektrik Mühendisliği bölümünde profesör olan Bharat Bhuva, bu durumun, farkında olunmayan bir problem olduğunu düşünüyor…
Uzayın derinliklerinden gelen Kozmik Işınlar (cosmic rays) atmosferdeki moleküllere çarptığında, yüksek enerjili nötronlar, muaonlar, pionlar ve alfa parçacıklarının ortaya çıkmasını tetiklemekte… Bu yeni parçacıkların milyonlarcası, yeryüzündeki bir çok cisimde olduğu gibi, her saniye, insan vücudunu da delip geçmekte…Hissedilemeyen bu parçacıklar canlı organizmalara da bir zarar vermemekte…
Ancak, bu parçacıkların çok az bir kısmı, elektronik cihazların çalışmasını olumsuz etkileyecek kadar yüksek enerjiye sahip olabilmekte… Bir entegre devreye denk geldiğinde, hafızada yüklü olan veri “bit”inde değişikliğe sebep olabilmekte…! Bilim insanları bu durumu “tek olay etkileşimi” (single-event upset-SEU) olarak adlandırmakta…
Kısaca, teşhisi de, tedbir alınması da zor bir durum…!
Bhuva’nın açıklamasına göre, Schaerbeek’te (Belçika) bir seçimde, bir elektronik oy kullanma makinasında yaşanan böyle bir durumda makinanın bir “aday”ın oylarına 4096 oy eklediği belirlenmiş…Bu oy oranının olabileceğin çok üzerinde gerçekleşmesi sebebiyle, takiben yapılan araştırmada, yaşanan bu duruma bir “single bit flip”in yol açtığı belirlenmiş…
2008 yılında yaşanan bir başka olayda, Singapur’dan Perth’e (Avustralya) gitmekte olan bir yolcu uçağının otopilotu, bir “single-event upset” sebebiyle devreden çıkmış…! Takibeden 23 saniyelik bir sürede 690 fit’lik (330 metre kadar) bir dalış yapan uçağın yolcularının önemli bir kısmı yaralanmış…Uçağın acil iniş yapması gerekmiş…
Araştırmacılar, uçak bilgisayarlarında karşılaşılan ve birçok uçuşun ertelenmesine yol açan arızaların SEU’dan kaynaklandığını düşünüyor…
“Cypress Semiconductor” firmasında çalışan Ritesh Mastipuram ve Edwin Wee tarafından, 2004 yılında yayımlanan bir araştırma sonucuna göre, İnternet sağlayıcıları tarafından kullanılan 25 gigabyte kapasiteli bir “router farm”da bu sebepten kaynaklanan bir arızayla her 17 saatte bir karşılaşılması olası…
Uçak yolculuğu esnasında 500 kilobyte hafızası olan bir laptop kullanıcısının da bu sebepten, her beş saatte bir, bir bilgisayar hatası yaşaması olası…
Bhuva’nın da üyesi olduğu Radyasyon Etkileri Araştırma Grubu (Vanderbilt’s Radiation Effects Research Group), 1987’den beri, radyasyonun elektronik sistemler üzerindeki etkilerini araştırmakta…
Araştırmacılar, transistörlerin hacimleri küçüldükçe ve mikroçiplerin kapasitesi arttıkça, bu etkileşimin yarıiletken imalatçılarını daha fazla endişelendirdiğini düşünüyor…
Araştırmacılar, transistörlerin boyutları küçülürken, bir “mantık biti”ni temsil etmek için gereken elektik yükünün de azaldığını, bu sebeple, bir parçacık çarpması sebebiyle, bir “bit”in “flip” etme (0’dan 1’e veya 1’den 0’a dönüşmesi) olasılığının da yükseldiğini düşünüyor…
Mikroelektroniklerin bu enerjili parçacık çarpmalarından “kalkanlarla” (shielding) korunmasının da pratik olmadığı düşünülüyor… Bir elektronik devrenin enerjili nötrondan korunabilmesi için üç metre kalınlığında beton duvar gerekeceği hesaplanış…! (Nötronları…”engel tanımaz” olarak bilirdik…?)
Yine de, elektronik sistemlerin güvenilirliğini artırmak için yedeklemeli (redundant) tasarımlar yapılıyor…
Yararlanılan Kaynaklar:
HAVACILIK VE UZAY 
Yorum yazabilmek için oturum açmalısınız.