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2017년 8월 26일 토요일

새로운 방사선 내성 컴퓨터 RAD 5500 시리즈



(A technician soldering components in a RAD5545 single-board computer (Credit: BAE System))


 BAE 시스템스가 방사선 내성을 지닌 Radiation hardened 제품인 RAD 5545 SBC (single board computer)를 선보였습니다. 이 방사성 내성 컴퓨터는 고방사선 환경인 우주선이나 인공 위성 등에 사용되는 것으로 RAD 시리즈는 300개 이상의 인공위성과 우주 탐사선에 사용되어 성공적으로 검증을 마쳤습니다. 


 우주 공간은 지구 표면처럼 강력한 자기장과 대기의 보호를 받지 못하기 때문에 고에너지 입자에 의한 간섭이 매우 심합니다. 따라서 보통의 컴퓨터와 전자 장비는 오래 버티지 못하고 망가지거나 오작동을 하게 될 가능성이 매우 큽니다. RAD 시리즈는 여기에 특화된 프로세서와 차폐시스템을 지니고 있습니다. 


 보통 이런 방사선 내성 컴퓨터는 미세 공정 제품을 사용하기 어렵습니다. 회로가 작아질수록 간섭을 심하게 받기 때문이죠. 굵은 전선과 얇은 전선 가운데 어느 쪽이 간섭을 덜 받을지는 쉽게 상상할 수 있습니다. RAD 5000시리즈는 45nm 공정으로 제조되는 데 이런 목적의 컴퓨터로는 매우 작은 미세 공정입니다. 


 전작인 RAD 750 시리즈의 경우 150-250nm 공정을 사용하며 IBM 파워PC 750 코어 한 개를 사용하지만 가격은 대당 20만 달러에 달한다고 알려졌습니다. 방사선은 물론 우주 발사시 겪게되는 가속도, 온도 변화 등에 대해서 내구성을 지녀야하며 수십년간 작동을 보장해야 하기 때문에 그 제조 과정이 매우 까다롭기 때문입니다. 


 RAD5545는 PowerPC e5500 코어 4개를 사용하며 공정을 크게 미세화했기 때문에 성능이 대폭 향상되었습니다. 그래서 과거 여러 개의 컴퓨터가 해야 하는 일을 하나로 할 수 있게 되었다고 합니다. 참고로 큐리오시티 로버를 비롯한 나사의 탐사선들이 RAD750을 탑재했는데, 강력한 차세대 컴퓨터가 등장하므로써 앞으로 우주 탐사에서 과거보다 더 복잡한 임무 수행이 가능해질 것으로 기대됩니다. 연산 능력은 3.7 GFLOPS 이상이라고 하네요. 


 공정 미세화에도 불구하고 방사선 내성을 지닐 수 있는 것은 열화붕소 (depleted boron) 소재를 이용한 숄더링 (soldering, 납땜)과 티타늄 소재의 차폐막 덕분이라고 하네요. 메모리의 경우 비휘발성 메모리인 magnetoresistive RAM(MRAM)이 사용된다고 합니다. 


 앞으로 수행될 우주 탐사 임무에 널리 사용될 것으로 기대됩니다. 


 참고 



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