Космос: лучший полигон для испытаний технологий хранения данных
11 апреля 2023 г.Не секрет, что каждая отрасль ищет более эффективные способы управления своими данными, и ожидается, что глобальные объемы данных удвоятся с 2022 по 2026 год. И ответ на будущие инновации в области хранения может быть в небе над нами.
Возьмем, к примеру, миссию НАСА «Поверхностные воды и топография океана», которая планирует провести первое в истории глобальное исследование поверхностных вод Земли, чтобы лучше понять, как изменение климата влияет на наши океаны, озера и ручьи. По данным НАСА, спутники, используемые в миссии SWOT, будут отправлять на Землю один терабайт необработанных данных в день.
Для таких миссий данные должны храниться в безопасности, чтобы выдержать реалии космоса — иногда в течение нескольких месяцев — и затем доставляться обратно на Землю в легкодоступном и доступном виде. Значительные объемы исследований и разработок, планирования и стратегии связаны с миссиями такого масштаба, и каждая часть технологии, отправленная на орбиту, должна соответствовать уникальным требованиям, чтобы быть успешной.
То, как эти технологии работают в космосе, помогает нам развивать и улучшать существующие технологии, которые мы используем каждый день. Например, камеры для смартфонов на основе CMOS-сенсоров, детские смеси, компьютерная мышь, беспроводные наушники и устойчивые к царапинам линзы — все это появилось благодаря космическим инновациям.
Ниже приведены основные выводы, которые бизнес-лидеры могут извлечь из технологий, разработанных для освоения космоса, чтобы улучшить продукты, которые мы используем на Земле.
Перейти к:
- Критическая задача: надежность данных
Целостность данных жизненно важна
Космос: лучший полигон для испытаний
Критическая задача: надежность данных
Окружающая среда в космосе невероятно сурова и не похожа ни на что на Земле. Технологии, необходимые для путешествий в космос и из космоса, должны выдерживать эти экстремальные условия, создающие серьезные проблемы.
Думаю об этом. При взлете электронные компоненты перемещаются; они получают жестокие побои от сильной вибрации. Затем, оказавшись на орбите, эти электронные компоненты должны по-прежнему работать в условиях экстремальных тепловых изменений, которые сильно меняются ежечасно. Они должны быть в состоянии пережить космическую радиацию, которая может повредить электронику и повлиять на их общее функционирование. Они также должны выдерживать ионизирующие частицы и случайные космические явления, которые могут разрушить чувствительные микрочипы и сделать их бесполезными.
Это делает надежную космическую технику критически важной. Надежность начинается на этапе проектирования и разработки продукта и должна быть встроена в каждый компонент, выполняющий миссию. Сегодня команды разработчиков продуктов усвоили некоторые из этих знаний, в результате чего продукты для хранения данных, такие как флэш-память и твердотельные накопители, спроектированы так, чтобы быть «космическими» или «радиационно стойкими».
Многие повседневные товары получили большую пользу от изучения надежности из космоса — от автомобильных запчастей до кухонной посуды, которая выдерживает высокие температуры, до обычной электроники, разработанной так, чтобы быть надежной и функциональной в экстремальных случаях использования.
Инженеры по хранению данных по всему миру также корректируют свой подход к проектированию на основе отзывов компаний, работающих в области освоения космоса. Используя подход Design for Reliability, инженеры отдают приоритет надежности и проектируют продукты для хранения данных, используя самые современные методы, чтобы обеспечить высокую производительность и низкое напряжение для преодоления различных ограничений.
В то время как технологии передачи данных на Земле сталкиваются с различными проблемами, общая потребность в повышении надежности в космосе позволяет использовать более отказоустойчивые технологии хранения данных для использования на Земле.
Целостность данных жизненно важна
Целостность данных так же важна, как надежность данных во время космических полетов. Термин целостность данных описывает данные, которые являются точными, полными и непротиворечивыми. Другими словами, он не поврежден.
Для хранения данных в космических миссиях и на Земле целостность данных сохраняется благодаря технологическим инновациям, которые защищают флэш-память от космических лучей, вызывающих битфлипы — ужасные явления, когда 1 становится 0 или наоборот, что приводит к тому, что весь набор данных быть разрушенным.
В космосе спутники способны собирать тысячи и тысячи терабайт данных каждый день — потенциально петабайты данных каждый год. Для контекста, петабайта достаточно для хранения примерно 11 000 фильмов в формате 4K, которые потребовались бы пять лет непрерывного просмотра, чтобы просмотреть все это.
В большинстве случаев невозможно или нежелательно передавать все данные обратно на Землю в режиме реального времени. Из-за этого инженеры обнаружили острые требования к целостности данных, чтобы гарантировать, что данные сохранят свою ценность для анализа в космосе или на суше.
Несмотря на то, что существуют различные определения целостности данных, в том числе частота неисправимых битовых ошибок, которая также применима к корпоративным приложениям, неспособность поддерживать целостность данных может привести к повреждению и потере данных, вызывая серьезные проблемы. Например, если автономное транспортное средство сделает неправильный расчет на основе искаженных данных, это потенциально может привести к аварии.
По мере развития космических технологий для разработки все более совершенных систем, которые полагаются на данные и их целостность, те же самые стратегии могут быть применены к системам на Земле в сценариях использования интеллектуальных приложений вокруг нас.
Космос: лучший полигон для испытаний
Космос полон трудных проблем, которые нужно решить. Когда мы разрабатываем продукты с учетом более экстремальных условий — таких как космос или даже экстремальная жара и холод на Земле — есть вероятность, что эти продукты также будут работать в менее экстремальных условиях и получат преимущества от этого процесса. Это может сделать космос идеальным полигоном для испытаний. Одним из примеров, когда мы можем видеть системы хранения данных, разработанные с учетом ограниченного пространства, является автомобильная промышленность.
Транспортные средства больше не предназначены только для перевозки из пункта А в пункт Б; теперь они, по сути, являются центрами обработки данных на колесах, а также требуют надежности хранения данных и целостности данных. Есть и другие общие проблемы для наземных транспортных средств и тех, которые мы запускаем за пределы нашей атмосферы: переменные диапазоны температур, сильная вибрация, возможность экстремальных погодных условий, различия в окружающей среде на пути и воздействие солнечной радиации.
По мере того, как этот цикл инноваций продолжается, у технических лидеров будет много способов убедиться, что они не отстают от последних достижений из космоса; от межотраслевого сотрудничества и исследований и разработок до мониторинга новейших технологий НАСА. На протяжении всего этого процесса мы будем сталкиваться с новыми проблемами из космоса и Земли, которые потребуют грамотного проектирования и решения проблем. И данные. Всегда больше данных.
В качестве директора автомобильного сегмента Western Digital Рассел Рубен отвечает за глобальные стратегии выхода на рынок и продуктов для автомобильной промышленности. Ранее он был директором по маркетингу Western Digital по наблюдению и подключенному дому, а до этого отвечал за автомобильный бизнес в Корее и Японии.
Оригинал