rss search

ПОЧЕМУ ОШИБАЮТСЯ КОМПЬЮТЕРЫ

line

С появлением компьютеров ново­го поколения специалистов стали озадачивать беспри­чинные ошибки, случаю­щиеся в работе этих ма­шин.

В новейших компьютерах используются сверхминиа­тюрные элементы памяти. На кремниевой пластинке размером примерно с кле­точку школьной тетради размещено до 65 тысяч ячеек памяти, это микроскопические конденсато­ры. Если конденсатор заря­жен, в нем записана едини­ца, если пуст — ноль. Из этих нолей и единиц со­ставлены все числа, храня­щиеся в памяти машины, все ее программы. Один конденсатор занимает все­го около ста квадратных микрометров на кремние­вой пластинке. Иногда оказывается, что в какой-то из ячеек ноль вдруг пре­вратился в единицу или на­оборот. Если такое превращение случится с записан­ным числом, все дальней­шие расчеты с ним окажут­ся неверными. Если же из­менится один бит в про­грамме, это чаще всего ос­танавливает работу маши­ны, поскольку программа становится бессмысленной, хотя бывает и так, что рас­четы продолжаются, давая в конце неверный результат. При проверке оказы­вается, что ячейка полно­стью исправна. А через ка­кое-то время такая же ошибка случается в другой ячейке. Один элемент па­мяти с 65 тысячами ячеек дает примерно 5 таких ошибок на миллион часов работы. А у появившихся недавно элементов с плот­ностью хранения информа­ции, повышенной в 4 раза, ошибки появляются в 600 раз чаще.

Исследование причин этих ошибок, проведенное Дж. Циглером из компании «ИБМ» и У. Лэнфордом из Йельского университета (США), показало, что в ошибках виновата естест­венная радиация, в том числе космические лучи. Проскакивая через память машины, случайная заря­женная частица меняет со­
стояние микроскопиче­ского конденсатора. Естест­венные радиоактивные эле­менты содержатся, напри­мер, в бетоне, то есть в стенах вычислительных центров.

Как избавиться от оши­бок? Можно стараться уда­лить или заэкранировать все источники слабой ра­диации, но некоторые ком­поненты космических лучей проникают через все экра­ны. Можно установить ниж­ний допустимый предел размерам ячеек памяти, но это ограничит прогресс компьютеров. Наиболее перспек­тивным кажется путь даль­нейшего их уменьшения: это позволит без большого роста размеров ввести в машину программы, оты­скивающие такие случай­ные ошибки и устраняю­щие их или хотя бы сигнализирующие о них.