Per soddisfare le diverse e crescenti esigenze del mercato spaziale globale e le sue necessità di calcolo in rapida espansione, comprese le applicazioni più autonome, Microchip Technology ha presentato i primi dispositivi della sua famiglia di microprocessori PIC64 High-Performance Spaceflight Computing (PIC64-HPSC).
A differenza delle precedenti soluzioni di calcolo per il volo spaziale, i microprocessori PIC64-HPSC, resistenti alle radiazioni e ai guasti, che Microchip fornisce alla NASA e al più ampio settore aerospaziale e della difesa, integrano CPU RISC-V® ampiamente utilizzate, potenziate con estensioni di istruzioni per l'elaborazione vettoriale destinata ad applicazioni di intelligenza artificiale e apprendimento automatico. Questi microprocessori incorporano inoltre funzionalità, interfacce e protocolli standard che in precedenza non erano disponibili per le applicazioni spaziali. Inoltre, è in fase di sviluppo un solido ecosistema di soluzioni di diverse aziende partner per accelerare lo sviluppo di soluzioni integrate a livello di sistema. Questo ecosistema comprende computer a scheda singola, componenti ausiliari di livello spaziale e una rete di fornitori di software open source e commerciali.
"Questo rappresenta un enorme passo avanti nello sviluppo e nella modernizzazione dell'aviazione spaziale e della tecnologia dei carichi utili", ha affermato Maher Fahmi, vicepresidente aziendale della divisione comunicazioni di Microchip Technology.
“La famiglia PIC64-HPSC dimostra la lunga esperienza di Microchip nel settore aerospaziale e il nostro impegno a fornire soluzioni basate sulle tecnologie più avanzate e su un approccio sistemico completo, al fine di accelerare il processo di sviluppo dei nostri clienti.”.
Il PIC64-HPSC RH (Radiation-Hardened) è progettato per fornire alle missioni autonome la potenza di elaborazione necessaria per eseguire attività in tempo reale, come evitare pericoli per il rover sulla superficie lunare, e per consentire missioni di lunga durata nello spazio profondo, come le spedizioni su Marte, che richiedono un consumo energetico estremamente basso e devono resistere a condizioni estreme. Per il segmento commerciale, il PIC64-HPSC RT (Radiation-Tolerant) è progettato per soddisfare le esigenze delle costellazioni LEO (Low Earth Orbit), dove i fornitori di sistemi devono dare priorità al basso costo rispetto alla durata, offrendo al contempo l'elevata tolleranza ai guasti, fondamentale per l'affidabilità e la sicurezza informatica delle risorse spaziali in ogni momento.
I microprocessori PIC64-HPSC offrono una varietà di funzionalità, molte delle quali precedentemente non disponibili per le applicazioni di calcolo spaziale, tra cui:
• Architettura a microprocessore a 64 bit di livello spaziale: include otto core CPU SiFive® RISC-V X280 a 64 bit per la virtualizzazione e il funzionamento in tempo reale, con estensioni vettoriali in grado di raggiungere fino a 2 TOPS (int8) o 1 TFLOPS (bfloat16) di throughput vettoriale per l'implementazione di elaborazione AI e machine learning per missioni autonome.
• Connettività di rete ad alta velocità: include uno switch Ethernet TSN (Time Sensitive Networking) da 240 Gbps per la connettività 10 GbE. Supporta inoltre PCIe® Gen 3 e Compute Express Link® (CXL®) 2.0 scalabile ed estensibile con configurazioni x4 o x8 e incorpora porte SpaceWire compatibili con RMAP con router interni.
• Trasferimenti dati a bassa latenza: include acceleratori hardware RDMA (Remote Direct Memory Access) tramite Ethernet convergente (RoCEv2) per facilitare i trasferimenti dati a bassa latenza da sensori remoti senza compromettere le prestazioni di calcolo, massimizzando le capacità avvicinando i dati alla CPU.
• Sicurezza di livello militare a livello di piattaforma: implementa una sicurezza avanzata di livello militare basata sulla crittografia post-quantistica e su funzionalità antimanomissione.
• Elevate capacità di tolleranza ai guasti: supporta Dual-Core Lockstep (DCLS), l'architettura hardware WorldGuard per la compartimentazione e l'isolamento end-to-end e un controller di sistema integrato per il monitoraggio e la mitigazione dei guasti.
• Regolazione flessibile del consumo energetico: include controlli dinamici per bilanciare le esigenze di calcolo nelle diverse fasi delle missioni spaziali, abilitando funzionalità e interfacce secondo necessità.
"La famiglia PIC64-HPSC di Microchip sostituisce le soluzioni specializzate e obsolete del passato con una piattaforma di processori ad alte prestazioni, scalabile e di livello spaziale, supportata dal potente ecosistema di sviluppo dell'azienda", ha dichiarato Kevin Kinsella, Systems Security Engineering Architect di Northrop Grumman.
“Questa architettura innovativa e avanzata integra il meglio di oltre 40 anni di progressi nella tecnologia di elaborazione. La famiglia PIC64-HPSC affronta in modo univoco tre aspetti cruciali: affidabilità, protezione e sicurezza. Pertanto, prevediamo che troverà ampio impiego in applicazioni aeree, terrestri e marine.”.
Nel 2022, la NASA ha selezionato Microchip per sviluppare un processore HPSC (High-Performance Spaceflight Computing) in grado di aumentare di almeno 100 volte le prestazioni di calcolo degli attuali computer di bordo. Questa capacità consentirebbe lo sviluppo di future missioni spaziali, dall'esplorazione planetaria e lunare alle missioni sulla superficie di Marte. Il PIC64-HPSC è il risultato di questa collaborazione. Rappresentanti della NASA, di Microchip e leader del settore come Northrop Grumman condivideranno le loro prospettive sulla tecnologia HPSC e sul relativo ecosistema alla IEEE Space Compute Conference 2024, che si terrà dal 15 al 19 luglio a Mountain View, in California
• Conferenza – Il Dr. Prasun Desai, Vice Amministratore Associato della Direzione delle Missioni di Tecnologia Spaziale della NASA, parlerà della strategia dell'agenzia nel campo del calcolo avanzato e degli investimenti nella tecnologia HPSC.
• Seminario HPSC, "HPSC: Ridefinire ciò che è possibile per il futuro del calcolo spaziale": Prasun Desai si unirà ai rappresentanti di Microchip e JPL per fornire una panoramica del programma e della piattaforma HPSC. Kevin Kinsella di Northrop Grumman discuterà anche della rilevanza di HPSC per il calcolo in ambito spaziale. Seguirà una sessione di domande e risposte.
I primi microprocessori PIC64-HPSC di Microchip sono stati introdotti insieme ai microprocessori PIC64GX, consentendo la realizzazione di progetti edge intelligenti per applicazioni industriali, automobilistiche, di telecomunicazioni, IoT, aerospaziali e di difesa. Con l'introduzione della famiglia di microprocessori PIC64GX, Microchip è diventata l'unico fornitore di soluzioni embedded a sviluppare attivamente una gamma completa di soluzioni a 8, 16, 32 e 64 bit.
Microchip offre un portafoglio completo di soluzioni progettate per il mercato aerospaziale e della difesa, tra cui microcontrollori, FPGA e PHY Ethernet, dispositivi di potenza, prodotti RF, componenti di temporizzazione e componenti discreti, che spaziano da dispositivi non incapsulati a moduli di sistema, tutti resistenti alle radiazioni (RT) e tolleranti alle radiazioni (RH). Microchip fornisce inoltre un'ampia gamma di componenti QPL (Quality Products List) per servire al meglio i propri clienti.
Ecosistema completo:
i nuovi microprocessori PIC64-HPSC di Microchip saranno supportati da un ecosistema completo e di alto livello, nonché da un motore di innovazione composto da computer a scheda singola standard, una community di fornitori di software open source e commerciali e l'implementazione di standard commerciali comuni per semplificare e accelerare lo sviluppo di soluzioni a livello di sistema embedded. Tra i primi membri dell'ecosistema figurano SiFive, Moog®, IDEAS-TEK, Ibeos, 3D PLUS, Micropac, Wind River®, Linux Foundation, RTEMS, Xen, Lauterbach®, Entrust® e molti altri. Per ulteriori informazioni, visitare i siti web delle aziende che collaborano all'ecosistema del microprocessore PIC64-HPSC.
Microchip offrirà anche una piattaforma di valutazione completa del PIC64-HPSC che include il microprocessore, una scheda di espansione e diverse schede periferiche.
Prezzi e disponibilità:
i campioni del PIC64-HPSC saranno disponibili per alcune aziende partner di Microchip nel 2025. Per ulteriori informazioni, si prega di contattare un rappresentante commerciale di Microchip.
