اینتل تراشه هوش مصنوعی برای ماهوارهها ساخت
شرکت اینتل از تراشه جدیدی با نام استارفایر رونمایی کرده است که با هدف پردازش دادهها و اجرای بارهای کاری هوش مصنوعی در ماهوارهها و فضاپیماها طراحی شده و قرار است توان پردازشی پیشرفتهتری را به مدار زمین منتقل کند.
به گزارش گروه ترجمه خبرگزاری برنا به نقل از اسپیسنیوز، شرکت اینتل یکی از بزرگترین تولیدکنندگان تراشه در جهان طی چند سال گذشته بهصورت محرمانه روی توسعه یک پردازنده ویژه ماهوارهها کار کرده است، اقدامی که با هدف ورود به بازار رو به رشد پردازش دادهها و اجرای هوش مصنوعی در مدار زمین انجام شده است. این بازار تاکنون عمدتا در اختیار شرکتهای تخصصی تولیدکننده تراشههای هوافضایی بوده است.
این پردازنده که همچنان مراحل آزمایش خود را پشت سر میگذارد برای ارائه عملکرد قدرتمند و مقاوم در شرایط سخت محیط فضایی طراحی شده است؛ محیطی که به دلیل تابشهای شدید، تغییرات دمایی و سایر شرایط دشوار برای بسیاری از سختافزارهای تجاری بسیار نامناسب است.
شان اونیل معاون توسعه محصول در بخش فناوریهای دولتی اینتل در گفتوگویی اعلام کرد انتظار میرود این تراشه تا پایان سال جاری میلادی برای نخستین مشتریان در دسترس قرار گیرد. واحد فناوریهای دولتی اینتل که بر بازارهای فدرال تمرکز دارد در ماه ژوئیه برگه مشخصات پردازنده جدید این شرکت با نام استارفایر را منتشر کرده است.
اینتل میزان هزینه صرفشده برای توسعه استارفایر را اعلام نکرده است، اما اونیل گفت این پروژه از منابع داخلی شرکت تامین مالی شده است، موضوعی که نشان میدهد اینتل معتقد است بازار پردازش فضایی به اندازهای در حال رشد است که سرمایهگذاری در آن توجیه اقتصادی دارد.
او گفت افزایش تمرکز دولت آمریکا بر فضا بهعنوان یکی از حوزههای حیاتی امنیت ملی در کنار گسترش منظومههای ماهوارهای تجاری، بازاری به اندازه کافی بزرگ ایجاد کرده است تا اینتل بتواند فناوریهای نیمهرسانای تجاری خود را برای استفاده در مدار زمین سازگار کند. اونیل افزود: اینتل پس از بررسی نیازهای فناوری فضایی دولت آمریکا به این نتیجه رسید که بخش عمده قابلیتهای مورد نیاز برای توسعه فناوریهای مناسب استفاده در فضا را میتواند در داخل شرکت ایجاد کند.
تراشهای برای شرایط سخت اینتل پیش از این نیز در حوزه پردازشهای دولتی و هوافضایی فعالیت داشته است اما استارفایر نشاندهنده ورود مستقیمتر این شرکت به بازار پردازندههایی است که برای فعالیت در فضا طراحی شدهاند.
محیط فضایی چالشهایی ایجاد میکند که پردازندههای تجاری معمولا برای مقابله با آنها طراحی نشدهاند. تجهیزات الکترونیکی مستقر در مدار باید سالها در معرض تابشهای فضایی قرار گیرند؛ تابشهایی که میتوانند موجب اختلال در دادهها یا آسیب به مدارهای الکترونیکی شوند. این تجهیزات همچنین باید تغییرات مکرر دما را هنگام عبور فضاپیما از مناطق نور و تاریکی تحمل کنند. به همین دلیل شرکتهای سازنده ماهواره در بسیاری از موارد همچنان از پردازندههای قدیمیتر و کمتوانتر استفاده میکنند، زیرا تایید صلاحیت و آمادهسازی تراشههای جدید برای استفاده در فضا ممکن است سالها زمان ببرد.
اینتل اعلام کرده است که استارفایر با هدف پر کردن این شکاف طراحی شده و یک معماری مدرن سیستم روی تراشه یا SoC تجاری را با شرایط محیط فضایی سازگار میکند. به گفته این شرکت این پردازنده از قابلیتهای سختافزاری و نرمافزاری برای کاهش اثرات تابش استفاده میکند و برای مأموریتهایی با طول عمر بیش از ۱۰ سال طراحی شده است.
فناوری سیستم روی تراشه چندین قابلیت پردازشی را در یک بسته واحد ادغام میکند. برخلاف رایانههای سنتی ماهوارهای که ممکن است برای انجام وظایف مختلف به چندین تراشه مجزا نیاز داشته باشند استارفایر یک واحد پردازش مرکزی را با قابلیتهای پردازش گرافیکی، عصبی و تصویری ترکیب میکند.
به گفته اونیل این معماری به فضاپیماها اجازه میدهد بارهای کاری پیچیدهتر هوش مصنوعی را در مدار اجرا کنند و در عین حال اندازه، وزن و میزان انرژی مورد نیاز تجهیزات پردازشی را کاهش دهند.
فناوری SoC در صنعت نیمهرساناهای تجاری به یک استاندارد تبدیل شده و در محصولاتی از تلفنهای هوشمند گرفته تا تجهیزات لبهای مجهز به هوش مصنوعی مورد استفاده قرار میگیرد. با این حال انتقال این سطح از یکپارچهسازی به سختافزارهای فضایی دشوارتر بوده است، زیرا پردازندههای فضایی باید علاوه بر عملکرد بالا در برابر تابش، نوسانات دمایی و سایر شرایط سخت مدار نیز مقاومت کنند.
افزایش پردازش داده در مداردر بخش بزرگی از تاریخ عصر فضا، ماهوارهها عمدتا دادهها را جمعآوری و برای تحلیل به زمین ارسال میکردند اما این الگو در سالهای اخیر در حال تغییر است. شرکتهای تجاری فعال در حوزه تصویربرداری از زمین فضاپیماهایی را توسعه میدهند که میتوانند تصاویر را پیش از ارسال به زمین در مدار تحلیل کنند. همچنین منظومههای ماهوارهای نظامی بهگونهای طراحی میشوند که بتوانند اطلاعات بهدستآمده از چندین حسگر را با یکدیگر ترکیب کنند، اهداف را شناسایی کنند از عملیات خودکار پشتیبانی کنند و دادهها را تقریبا بهصورت لحظهای در شبکههای توزیعشده انتقال دهند.
اینتل در شرایطی وارد این بازار شده که شرکتهای باسابقه تولید تجهیزات الکترونیکی فضایی نیز در حال حرکت به سمت پردازندههای قدرتمندتر برای پردازشهای درونمداری هستند. افزایش استفاده از هوش مصنوعی، خودکارسازی و پردازش لحظهای دادهها باعث شده است نیاز به توان پردازشی بیشتر در ماهوارهها افزایش یابد. شرکتهایی مانند BAE Systems پردازندههای مقاوم در برابر تابش را برای فضاپیماهای امنیت ملی و بر پایه معماری سیستم روی تراشه تولید میکنند.
شرکت Microchip نیز در حال توسعه پردازنده محاسباتی با عملکرد بالا برای پروازهای فضایی ناسا است که هدف آن افزایش توان محاسباتی رایانههای فضایی اعلام شده است. شرکت AMD نیز تراشههای تطبیقی Versal ویژه فضا را برای ماهوارههایی که به یادگیری ماشین و پردازش با توان بالا نیاز دارند عرضه میکند. در همین حال چندین شرکت اروپایی نیز در حال توسعه پردازندههای مقاوم در برابر تابش برای کاربردهای فضایی و دفاعی هستند.
اونیل گفت: نیاز گستردهای به پردازش پیشرفتهای وجود دارد که بتواند با قابلیت اطمینان بالا در فضا فعالیت کند و با ادامه رشد صنعت فضایی اینتل میتواند نیازهای فناوری فضایی دولتها و شرکتهای تجاری را پشتیبانی کند.
اینتل استارفایر را در دو نسخه عرضه خواهد کرد. مدل کممصرف که برای فضاپیماهایی با محدودیت بیشتر در تامین انرژی طراحی شده است کمتر از ۱۰ وات انرژی مصرف میکند. نسخه دوم با عملکرد بالاتر انرژی بیشتری مصرف میکند، اما در مقابل توان پردازشی بیشتری در اختیار فضاپیما قرار میدهد.
این شرکت استارفایر را برای فعالیت در محیط خشن فضا معرفی کرده است، اما این پردازنده هنوز در حال تکمیل فرآیند ارزیابی مقاومت در برابر تابش است. اونیل گفت اینتل انتظار دارد آزمایشهای تابشی و مشخصهیابی این پردازنده را پیش از پایان سهماهه سوم سال جاری میلادی تکمیل کند.
به گفته او نتایج اولیه آزمایشها امیدوارکننده بوده است، اما اینتل تا زمان تکمیل آزمایشها، میزان مقاومت استارفایر در برابر تابش را بهطور رسمی اعلام نخواهد کرد. اینتل همچنین به دنبال یافتن فرصتهایی برای آزمایش پروازی این پردازنده است.
اونیل اعلام کرد این شرکت با چندین سازمان دولتی آمریکا درباره استفاده از استارفایر در یک ماموریت آزمایشی در اواخر سال جاری میلادی در حال مذاکره است هرچند تاکنون هیچ ماموریت نمایشی بهطور رسمی تایید نشده است.
راهبرد تولید داخلی برای کاهش ریسک زنجیره تأمیناستارفایر شامل قطعاتی است که توسط چندین تامینکننده تولید میشوند، اما به گفته اونیل اینتل فرآیند مونتاژ، غربالگری و ارزیابی صلاحیت این پردازنده را در داخل آمریکا ایجاد کرده است.
برخی از قطعات این پردازنده در خارج از آمریکا تولید خواهند شد، اما تمام قطعات در داخل این کشور مونتاژ، غربالگری و برای استفاده در فضا ارزیابی میشوند. هدف از این اقدام رعایت استانداردهای مورد نیاز تجهیزات فضایی و کاهش ریسکهای زنجیره تامین برای مشتریان است.
بزرگترین حضور تولیدی داخلی اینتل در آمریکا شامل پردیس ۷۰۰ هکتاری اوکوتیلو در شهر چندلر ایالت آریزونا است که پنج کارخانه تولید تراشه را در خود جای داده است. اونیل گفت اینتل با استفاده از تجربه خود در تولید تراشههای تجاری انتظار دارد زمان تامین پردازندههای فضایی را نسبت به بسیاری از واحدهای پردازشی موجود در این حوزه کاهش دهد زیرا کمبود برخی قطعات میتواند اجرای پروژههای ماهوارهای را با تاخیر مواجه کند. این راهبرد در شرایطی دنبال میشود که دولت آمریکا تلاش میکند ظرفیت تولید نیمهرسانا در داخل کشور را افزایش داده و وابستگی به تولید خارجی را کاهش دهد.
در ماه ژوئن یک لایحه دوحزبی در آمریکا ارائه شد که بر اساس آن تولید نیمهرسانا در مدار پایین زمین میتواند مشمول مشوقهای مالیاتی قانون CHIPS and Science Act شود. این پیشنهاد هنوز به قانون تبدیل نشده و استارفایر نیز در فضا تولید نمیشود، اما این طرح نشان میدهد قانونگذاران آمریکایی در رقابت این کشور با چین برای دستیابی به جایگاه برتر در حوزه تراشههای پیشرفته به فناوریهای نوین تولید نیز توجه دارند.
راهبرد زنجیره تامین داخلی اینتل همچنین در شرایطی دنبال میشود که دولت آمریکا برنامههای گستردهتری برای توسعه تولید نیمهرسانا در این کشور در پیش گرفته است. در اوت ۲۰۲۵ دولت دونالد ترامپ از توافقی برای سرمایهگذاری ۸.۹ میلیارد دلاری در اینتل در ازای دریافت ۹.۹ درصد سهام غیرفعال این شرکت خبر داد.
این سرمایهگذاری از محل منابعی که پیشتر در قالب قانون CHIPS و بودجه وزارت دفاع اختصاص یافته بود انجام شد. این توافق به دولت آمریکا کرسی هیئتمدیره یا حقوق مدیریتی در اینتل نمیدهد، اما نقش این شرکت را در تلاشهای آمریکا برای افزایش ظرفیت تولید تراشههای داخلی و تامین نیمهرساناهای قابل اعتماد برای کاربردهای امنیت ملی نشان میدهد.
وزارت دفاع آمریکا نیز با افزایش وابستگی سامانههای نظامی به نیمهرساناهای پیشرفته، تولید میکروالکترونیک قابل اعتماد را به یکی از اولویتهای خود تبدیل کرده است و به دنبال کاهش وابستگی به تولید خارجی در فناوریهای مورد استفاده در سامانههای دفاع موشکی، اطلاعاتی، ارتباطی و سایر ماموریتهای امنیت ملی است.
اینتل بخش رو به رشد ماهوارههای کوچک را یکی از بازارهای اولیه استارفایر میداند اما این پردازنده را برای طیف گستردهتری از فضاپیماهای تجاری و دولتی نیز عرضه خواهد کرد. اونیل گفت استارفایر میتواند گزینه مناسبی برای هر پلتفرمی باشد که در فضا فعالیت میکند.
او افزود اینتل قصد دارد بهجای فروش صرف سختافزار، با سازندگان ماهواره همکاری نزدیکی داشته باشد تا پردازنده را با نیازهای هر ماموریت سازگار کنند. به گفته او یکی از چالشهای اصلی طراحان فضاپیما ایجاد تعادل میان نیاز به توان پردازشی بیشتر و محدودیتهای سختگیرانه مربوط به اندازه، وزن و مصرف انرژی است که تقریبا در تمام ماهوارهها وجود دارد.
اپراتورها به پردازش بیشتر دادهها در مدار نیاز دارند، اما سازندگان فضاپیما نمیتوانند صرفا با افزودن سختافزار این نیاز را برطرف کنند، زیرا هر قطعه اضافی انرژی بیشتری مصرف میکند، گرمای بیشتری تولید میکند و وزن فضاپیما را افزایش میدهد.
ارزیابیهای ناسا و آژانس فضایی اروپا نشان داده است که استفاده از سامانههای الکترونیکی یکپارچه و معماری سیستم روی تراشه میتواند ضمن افزایش توان پردازشی در مدار، اندازه، جرم و مصرف انرژی تجهیزات را کاهش دهد.
اینتل نیز استدلال مشابهی را برای استارفایر مطرح کرده و معتقد است ترکیب چندین موتور پردازشی در یک تراشه میتواند به سازندگان ماهواره کمک کند توان محاسباتی بیشتری به فضاپیما اضافه کنند بدون آنکه از محدودیتهای مربوط به طراحی و عملکرد آن فراتر روند.
به گفته اونیل این پردازنده برای انجام وظایف معمول فضاپیما از جمله تلهمتری، اجرای فرمانها، فشردهسازی دادهها و زمانبندی خودکار طراحی شده است و در عین حال میتواند از بارهای کاری هوش مصنوعی مانند تحلیل تصاویر، شناسایی اشیا، تشخیص ناهنجاریها، ترکیب دادههای حسگرها، نگهداری پیشبینانه و پایش سلامت سامانههای داخلی پشتیبانی کند.
اینتل همچنین قصد دارد در تمام مراحل ادغام این پردازنده با فضاپیما، پشتیبانی مهندسی ارائه دهد. مشتریان به دادههای ارزیابی محیطی شامل نتایج آزمایشهای تابش، ارتعاش و حرارتی و همچنین مستندات نرمافزاری و پشتیبانی فنی برای استفاده از استارفایر در طراحی فضاپیماهای جدید دسترسی خواهند داشت.
اونیل تاکید کرد: اینتل نمیخواهد صرفا یک تامینکننده قطعه باشد بلکه قصد دارد با مشتریان خود بهعنوان شریک همکاری کند. اینتل از معرفی مشتریان احتمالی خودداری کرده است، اما اعلام کرده با چندین سازمان دولتی و شرکای کانال فروش توافقنامههای همکاری امضا کرده و انتظار دارد در آینده برخی از این همکاریها را اعلام کند.
رقابت با معماریهای قدیمی فضایییکی از بزرگترین چالشهای اینتل ممکن است متقاعد کردن سازندگان فضاپیما برای کنار گذاشتن معماریهای قدیمی پردازنده باشد، معماریهایی که این شرکتها سالها به آنها متکی بودهاند. شرکتهای فضایی معمولا قطعاتی را ترجیح میدهند که سابقه طولانی در ماموریتهای فضایی داشته و از اکوسیستمهای نرمافزاری تثبیتشده برخوردار باشند حتی اگر فناوریهای جدیدتر عملکرد بالاتری ارائه دهند.
اونیل در این زمینه گفت فناوریهای فضایی قدیمی نمیتوانند پاسخگوی ماموریتهای آینده باشند. پردازنده استارفایر با سیستمعامل لینوکس اوبونتو اجرا خواهد شد و همراه با ابزارهای نرمافزاری پشتیبانیشده و بهروزرسانیهای منظم ارائه میشود. به گفته اونیل این ویژگی محیطی آشنا برای توسعهدهندگان فراهم میکند تا بتوانند برنامههای جدیدی برای پردازنده ایجاد کنند یا نرمافزارهای سازگار موجود را به آن منتقل کنند.
اینتل همچنین معماری x۸۶ را یکی از مزیتهای استارفایر میداند. این معماری که سالهاست در رایانههای شخصی و سرورها مورد استفاده قرار میگیرد، برای بسیاری از توسعهدهندگان آشناست و میتواند روند توسعه نرمافزار برای استارفایر یا انتقال نرمافزارهای سازگار به این پردازنده را آسانتر کند. با این حال هر نرمافزاری که قرار است در یک فضاپیما استفاده شود پیش از پرواز همچنان باید مراحل آزمایش و ارزیابی صلاحیت را پشت سر بگذارد.
اینتل با توسعه استارفایر تلاش دارد بخشی از نسل جدید زیرساختهای پردازشی فضایی را شکل دهد، زیرساختی که در آن ماهوارهها و فضاپیماها بهجای ارسال تمام دادهها به زمین، بخش بیشتری از تحلیل، پردازش هوش مصنوعی و تصمیمگیری را در مدار انجام میدهند. این تغییر میتواند نقش پردازش درونمداری را در ماموریتهای آینده فضایی از تصویربرداری و پایش زمین گرفته تا عملیات نظامی و خودکار پررنگتر کند.
انتهای پیام/
