為什麼好奇號火星車的電腦配置那麼低？是因為環境限制還是需求小？

11-27

好奇號火星車電腦配置：200MHz雙核處理器，250M內存，2G快閃記憶體。

部分答案來自於：為什麼好奇號的計算機系統只用到了核心頻率最高為 200MHZ 的處理器，256M 內存？

為什麼用這麼低的配置：主要因為信號頻率越高，越容易被干擾。太空中有各種高能射線、帶電粒子，這些東西能穿透晶元，對晶元內的晶體管和電容產生干擾，後
果就是原來的高電位變成了低電位，低電位變成了高電位，也就是計算機里1/0之間互換了，這有個專用的名詞叫位翻轉，其實在家用計算機里也會出現，但概率很低，但在太空中就很容易遇到。為了防止干擾，就使用低頻信號，這樣，微小的干擾不會產生翻轉。

另外一個原因是極端溫度，家用CPU不用風扇已經很難工作了，超過100度肯定就完蛋了，但太空中需要面對的是低溫零下100多度，高溫零上100多度的環境，並且因為沒空氣（或者空氣密度太低），無法有效散熱，所以功耗太高的也不能考慮。

最終的結果就是低頻低配置。

這種配置對於航天器來說，足夠了，阿波羅登月那會，主機頻率才幾MHz，相當於現在家用計算器的水平。航天器要求的是高可靠性，不是高性能。

航天器計算機里運行的是實時操作系統，系統規模很小，不是一般的Linux或者Windows，最常見的是VxWorks，一個VxWorks最小內核可以只有100KB，好奇號的配置算是土豪配置了。

研發周期長不算主因，但也確實在一部分上影響了硬體設計。

單單從自動控制的角度來說，因為是數字控制系統，所以從信號角度來看，計算機部分（控制器）的信號是時間上離散、空間上量化的，而物理部分（車輪馬達等）則當然是時間上連續、空間上連續的（這個尺度不許考慮量子效應）。

控制器信號是時間上離散的，間隔叫控制周期，是由採樣、保持的頻率決定，比計算機主頻大好幾個數量級。一般控制周期做到比系統的響應周期小一個數量級就夠了。再小的話，效果就不明顯了，因為離散（時間）響應已經足夠逼近連續（時間）響應了；換句話說，相隔一個控制周期的兩個點之間可以忽略了，因為控制周期比系統的響應周期小一個數量級了。

順便說下，控制器信號也是空間上離散的，因為計算機、AD、DA轉換都有位數限制。一般量化誤差做到比系統的主要擾動（雜訊）小一個數量級就夠了，再小的話，就幾乎沒什麼效果了，因為假設獨立的話，總擾動^2=量化誤差^2+其它擾動^2。當然，不是很嚴格啦。

所以，對於控制系統而言，計算機足夠好之後，再好也不會對控制性能提升太多了。而倒是系統本身和擾動的性質主要決定了控制性能。但控制系統對計算機的可靠性要求非常高，因為控制系統是一個控制周期一個控制周期的在實時運行的。

航天設備主要要求的是高穩定性和低功耗，在空間大量粒子轟擊的環境下，一般的商業級晶元上去基本都會直接掛掉，而軍用級晶元貌似在提高了穩定性同時都會犧牲一部分性能。另外，以某些皮衛星為例，星載計算機要求控制功率在幾瓦，逼得你用8051的心都有了。所以，又不是要在好奇號上載入個AI，基本的控制、運算這晶元也就夠了

火星的表面溫度是-17.2度到-107度
（http://en.wikipedia.org/wiki/Climate_of_Mars#Temperature ）

普通的CPU一般都要求工作在0度以上：
（http://www.cpu-world.com/CPUs/Core_i7/Intel-Core%20i7%20Mobile%20I7-620M%20CP80617003981AH.html ）

導體、半導體的性能都會隨著溫度降低而變化，在極低溫度的情況下能正常工作的半導體晶元需要另外設計，不能直接用現在的商用晶元。

既然另外設計的話哪么自然沒有必要片面追求高頻，夠用就好。

不光好奇號，其實航天、航空以及軍事等很多大家認為是高精尖的領域，配置都非常低。比如神州9號控制姿態的計算機，也就386級別。很多著名的戰鬥機，比如蘇27，蘇30，殲10，包括F16，F15，甚至F22，基本都是486級別甚至更低。

1. 性能對於自動控制來說足夠了
2. 對於航天來說，一般都是用成熟技術，不會去趕時髦，因為系統成本太高了。

因為殺死貓不需要太高配置

在射線密度高的外太空，航天器的配置不求高端，只求穩定。。。

低？每秒 2 億指令算低？不如讓 Curiosity 裝 Androind 4.0 跑分吧！