每一個成功的太空任務(wù)的核心都是一個復(fù)雜而強(qiáng)大的計算機(jī)系統(tǒng)。

　　在 1960 年代，相對基本的計算系統(tǒng)將人類帶上了月球。最近，帕克探測器到達(dá)了我們太陽灼熱的郊區(qū)，而航海者探測器則完全離開了我們的太陽系。當(dāng)然，隨著每一代太空探測器的問世，計算機(jī)都遵循摩爾定律的長征，向更小、更快、更便宜的系統(tǒng)發(fā)展。

　　但是，問題仍然存在：這樣的計算所系統(tǒng)能否更好地服務(wù)于人類的未來，更加雄心勃勃的太空探索？

　　即使對于地球上的應(yīng)用，開發(fā)尺寸、重量、功耗和成本都合適的計算機(jī)也可能具有挑戰(zhàn)性。通常，這些理想特征中的一個是以犧牲另一個為代價來實現(xiàn)的。例如，更強(qiáng)大的計算系統(tǒng)往往能源效率較低。

　　“在空間處理應(yīng)用中，這些權(quán)衡更為關(guān)鍵，因為需要在嚴(yán)格的執(zhí)行時間和功耗限制內(nèi)處理大量數(shù)據(jù)，”美國國家科學(xué)基金會太空中心的博士前研究員 Michael Cannizzaro 解釋說。

　　Cannizzaro 一直在研究和比較空間應(yīng)用的不同計算架構(gòu)，并縮小了選擇范圍。現(xiàn)在，他建議將RISC-V作為未來太空任務(wù)的新選擇。雖然他的工作尚未發(fā)表，但在2021 年 IEEE 空間計算大會上獲得了最佳論文獎。

　　根據(jù) Cannizzaro 的說法，評委們對他獨特的分析方法印象深刻，該方法包括在芯片上實現(xiàn)的商用處理器中評估 RISC-V 架構(gòu)?！坝捎谏逃?RISC-V 芯片是如此新，據(jù)我所知，這是第一次采用商用 RISC-V 芯片并將其用于以空間處理為重點的評估的分析，”Cannizzaro解釋說。

　　他將 RISC-V 與其他四種架構(gòu)設(shè)計進(jìn)行了比較，其中三種已經(jīng)在空間處理應(yīng)用中流行，那就是ARM Cortex-A9、ARM Cortex-A53和POWER e5500。在分析了不同的選項后，Cannizzaro 推薦了 RISC-V，因為它具有高能效（這對于太空任務(wù)尤其重要）并且它是開源的。

　　有趣的是，Cannizzaro 的分析表明，RISC-V 實際上并沒有提供最佳的性能特征。ARM Cortex-A53 憑借其向量功能實現(xiàn)了這一區(qū)別，這是 RISC-V 目前所缺乏的。但 Cannizzaro 指出，RISC-V 可能會在不久的將來獲得矢量擴(kuò)展?！斑@當(dāng)然會為未來的研究打開大門，以評估擴(kuò)展對性能和功耗的影響，”他說。

　　Cannizzaro 表示，他“非常榮幸獲得該獎項”，并計劃通過將額外的架構(gòu)、處理平臺和基準(zhǔn)測試納入他的分析來進(jìn)一步發(fā)展這項工作。他還著眼于評估 RISC-V 的可靠性。

　　“如果該設(shè)備不能承受地球大氣層以外的惡劣環(huán)境，那么利用高性能系統(tǒng)就很難證明其在太空中是合理的，因此可靠性是另一個需要考慮的關(guān)鍵因素，”他說?！霸u估 RISC-V 芯片的可靠性是我希望納入未來工作的內(nèi)容?！?/p>