NASA 正在測試一款下一代太空處理器，旨在大幅提升未來太空船上的運算能力。這款晶片由 NASA 與 Microchip Technology 合作開發，未來可讓太空船處理海量數據並自行決策，而無需等待地球指令。工程師表示，這款處理器將改變 NASA 處理深空探測、行星著陸以及未來登月與火星載人任務的方式。在加州 NASA 噴射推進實驗室（Jet Propulsion Laboratory）進行的初步測試顯示，這款晶片效能接近目前太空用抗輻射處理器的 500 倍。
專為深空打造
這款處理器是 NASA 高性能太空飛行運算（High Performance Spaceflight Computing, HPSC）計劃的核心。與標準商用晶片不同，新系統必須在數年內承受強烈輻射、劇烈發射條件及極端溫度變化，而無需維修。這款系統單晶片（system-on-a-chip, SoC）將多項主要運算功能整合至緊湊單元，包括中央處理器、先進網路系統、記憶體、運算卸載及輸入/輸出介面。
其設計類似智能手機和平板電腦的緊湊架構，但 NASA 版本經強化以應對深空任務中電子故障可能癱瘓太空船運作的風險。
「建立在以往太空處理器的基礎上，這款新型多核心系統具備容錯性、靈活性及極高性能，」NASA 蘭利研究中心（Langley Research Center）遊戲改變發展計劃（Game Changing Development）項目經理 Eugene Schwanbeck 表示，該中心位於維珍尼亞州漢普頓。
「NASA 致力推進太空飛行運算，這是技術成就與合作的勝利。」
NASA 相信，這款處理器最終將支援太空船上的 AI 系統，這些系統可即時分析環境、避開障礙並應對意外情況。目前太空船多使用過時處理器，因為現代晶片難以抵禦太空輻射，此限制了機上運算並迫使任務高度依賴地球處理。JPL 工程師數月來在模擬深空條件下測試晶片，包括輻射暴露、熱測試、衝擊評估及電磁干擾評估。
「我們正嚴格測試這些新型晶片，進行輻射、熱及衝擊測試，同時透過嚴謹功能測試評估其性能，」JPL 高性能太空運算項目經理 Jim Butler 表示。輻射仍是最大技術挑戰，高能粒子來自太陽及深空，可能損壞電子設備並迫使系統進入「安全模式」，關閉非必要運作。NASA 亦使用高保真行星著陸模擬測試晶片，這些情境要求太空船幾乎即時處理巨量感測器數據。「為模擬真實性能，我們採用真實 NASA 任務的高保真著陸情境，這些通常需高耗電硬體處理海量著陸感測器數據，」Butler 說。
「這是我們開發將實現 NASA 下一重大躍進硬體的激動時刻。」
NASA 於 2022 年選定 Microchip Technology 為商用夥伴，該公司自行資助研發，與 NASA 及 JPL 合作。一經太空飛行認證，這款處理器可應用於軌道器、行星漫遊車、載人棲息地及深空探測器。NASA 預期此技術亦將影響地球產業，包括航空及汽車製造。