About / Advertise
Att flygindustrin och i viss mån medicintekniska företag måste gardera sig mot mjuka fel är ingen nyhet. Mindre känt är att nätverksutrustning och systemkretsar kan vara nästa problemområde när geometrierna krymper ytterligare.
- Risken är stor att felfrekvensen brakar iväg om några år. Idag orsakas felen av relativt exotiska kärnreaktioner, men om några år kommer kanske de allra vanligaste reaktionerna att orsaka fel. Det finns ett antal intelligenta personer som tror att det blir slutpunkten för vidareutveckling av kiselchipsen, säger Jan Blomgren, forskare vid The Svedberglaboratoriet i Uppsala. Jan Blomgrens käpphäst är att man ska bygga upp en faktabas genom att mäta alla ingående kärnreaktioner. Han bombarderar kisel med neutroner och registrerar vilken typ av partiklar som far i vilken riktning med vilken energi. Genom att upprepa sådana mätningar med olika neutronenergier har han indirekt kunnat bevisa vilka joniserande ämnen som bildas.
- När du vet de grundläggande mekanismerna kan du räkna ut hur ofta felen inträffar. Du kan även förutsäga vad som sker i framtida kretsar och designa dem smartare.
"vänder uppåt vid 0,18 um"
Thomas Granlund, expert på minneskänslighet på Saab Avionics, har i sina mätningar hittills sett felintensiteten minska när geometrierna krympt.
Visserligen sjunker spänning och kapacitanser vilket gör att lägre laddningar kan ge ett oönskat omslag. Samtidigt blir det svårare för neutronerna att få in en fullträff. Men runt 0,18 um tycker han sig se en ökning.
- Mina senaste mätningar på 0,13 och 0,15 um SRAM i Uppsala visar att felintensiteten går upp igen.
I slutet av november utför han en större mätning i amerikanska Los Alamos i en neutronanläggning som ger ett vitt neutronspektrum, vilket liknar det riktiga atmosfärsspektrat.
- Det ska bli mycket intressant att se om den ökade felkänsligheten syns även i Los Alamos, säger han.
Thomas Granlunds uppgift är att avgöra vilka kretsar som är strålningståliga nog för att ingå i Saabs Jas 39 Gripen. Han testar alla nya minnesgenerationer från Samsung, Cypress och Mitsubishi. I samarbete med Saabs delägare brittiska BEA Systems testas FPGA-er och processorer.
- I processorer med cacheminnen ser jag för närvarande de största problemen. Där finns ingen felrättande kod.
Han berättar att han nyligen varnat Saab för att använda en processor med stort cacheminne, där mjuka fel uppstod i minnesdelen såväl som processordelen. Noteras bör att underkännandet gällde användande på flyghöjd; vid marknivå är strålningen 300 gånger lägre vilket innebär cirka 20 neutroner per timme och kvadratcentimeter.
Men även på marken kan mjuka fel bli kännbara för minnesslukan-de tillämpningar. En nätverksrouter kan exempelvis rymma ett antal kretskort med matriser av stora minnen. Minnena är dessutom snabba, vilket ytterligare ökar känsligheten för mjuka fel. Och plötsligt kan man ha ett system som fallerar dagligen, med tappad trafik som följd. Ett annat potentiellt problemområde är systemkretsar med stort inbyggt minne.
Hur ofta saboteras då innehållet i en minnescell av mjuka fel? Det är svårt att få exakta siffror på känsligheten, eftersom de flesta minnesleverantören inte skyltar med felfrekvensen på databladen. Ett företag som öppet redovisar sin statistik är Mosys, som licensierar en minnesteknik kallad 1T-SRAM. Företaget vill visa att den egna minnescellen med en enda transistor är mer motståndskraftig mot kosmisk strålning än traditionella minnesceller med sex transistorer.
Kurvorna stämmer emellertid inte riktigt med Thomas Granlund iakttagelse att felen blivit färre före 0,18 um,
Charlotta von Schultz
