ラップトップや携帯電話がクラッシュし続ける場合は、宇宙線のせいかもしれません

スマートフォンが突然フリーズしたり、ラップトップに恐れられている死のブルー スクリーンが表示されたりすると、ガジェットのメーカーを罵りたくなったり、自分の無能さでオペレーティング システムを台無しにしてしまったのではないかと考えたりしたくなります。でも、落ち着いて。宇宙からの宇宙線が原因である可能性は十分にあります。

あなたは最近地球の外に出ていない可能性が高いので、それはクレイジーに聞こえるかもしれません。しかし、たとえそうであっても、あなたのガジェットは、太陽や地球に継続的に衝突しているより遠くの星から放出されるエネルギーを帯びた亜原子粒子に対して脆弱です。私たちの大気はある程度の保護を与えてくれますが、一部の粒子は依然としてそのフィルターをなんとか通過し、デバイスのメモリに保存されているデータの個々のビットを変更することで電子機器に大混乱を引き起こします。これにより、シングルイベントアップセット (SEU) と呼ばれる誤動作が発生する可能性があります。そして、この問題を研究しているヴァンダービルト大学の研究者らによると、電子機器や最近の世代のより小型で効率的なコンピューターチップへの依存が高まっているため、宇宙線による破壊に対してこれまで以上に脆弱になっているという。

「宇宙からの異星粒子のせいで携帯電話が突然再起動しなければならなくなったり、ラップトップが再起動しなければならなくなったりすることを一般の人に納得させるのは非常に難しい」とヴァンダービルト大学の電気・コンピュータ工学教授であり、同学会のメンバーでもある同氏は言う。学校の放射線影響研究グループに電子メールで問い合わせる。 「ほとんどの人はソフトウェアやハードウェアの不具合のせいだと考えていますが、おそらくほとんどのケースでその通りでしょう。しかし、地表の粒子の数と現在使用されている電子機器の数を考慮すると、SEU が発生する可能性は以前よりも高くなっています。」

最近ボストンで開催された米国科学振興協会の年次総会に参加したブーバ氏は、SEU は永久的な損傷を引き起こすわけではなく、通常は再起動すれば問題が解決するため、SEU は一般の人々にとって単に不便なだけであると述べました。問題。しかし、電力会社の電子制御、金融システムのコンピューター ネットワーク、救命医療機器など、中断のないパフォーマンスが重要なエレクトロニクスにとって、これはより憂慮すべき問題です。

航空機電子システムの SEU には、さらに恐ろしいリスクが存在します。 2008年、シンガポールからオーストラリアに向けて飛行中の旅客機が自動操縦装置を解除し、飛行機は急降下し、乗客119名が負傷した。

宇宙線が選挙に問題を引き起こす可能性さえある。ブバ氏のチームは、2003年にベルギーのスカールベークで行われた地方選挙で、電子投票機のSEUが候補者1人に4,096票の追加票を与えた。

宇宙線によって引き起こされる SEU に関する不可解な点の 1 つは、粒子が実際に誤動作を引き起こしたことを後から特定するのが難しいことです。代わりに、研究者はシミュレーションを使用して、時間の経過とともにそのような事故がどれだけ発生するかを予測します。たとえば、ヴァンダービルトの研究者らは最近、ロスアラモス国立研究所で、宇宙線が引き起こす可能性のある同じ効果を再現するためにコンピューターチップを中性子線にさらす研究を実施した。

しかし、冷蔵庫から自動車に至るまであらゆるものがモノのインターネットにますます接続されている世界では、私たちは宇宙線の攻撃に対する脆弱性を増大させ続けています。 「IoT では使用されるデバイスの数が増えるため、問題はさらに増えるでしょう」と Bhuva 氏は言います。 「SEU は確率の問題です。使用するデバイスの数が増えると、いつでもそのうちの 1 つが SEU に遭遇する可能性が高くなります。」

それで、答えは何でしょうか？幸いなことに、SEU が混乱を引き起こすリスクを軽減する冗長性を持たせるようにコンピューター チップと回路を設計することは可能であり、それらの機能はすでにハイエンドの重要なシステムに導入されています。しかし、家庭用電化製品を保護するのはさらに困難です。

「回路の SEU に対する脆弱性を軽減するには、速度、電力、面積などのパフォーマンスが犠牲になります」と Bhuva 氏は言います。 「設計者は、このような性能コストと信頼性のバランスをとらなければなりません。携帯電話を SEU に対して非常に堅牢にすることはできますが、より多くの電力が必要となり、結果としてバッテリー性能が低下したり、充電頻度が高くなったりすることになります。」

誰かが宇宙線から消費者用機器を保護するより良い方法を思いつくまで、携帯電話の不具合やラップトップのブルースクリーンは、おそらく私たちが我慢しなければならないものになるでしょう。しかし、少なくとも私たちはそれらについて考えられる説明を持っており、天を呪うことはそれほど的外れとは感じられないでしょう。