V roce 1978 měl Intel problém. V jejich 16 Kb DRAM čipech (P2107C) se děla prapodivná chyba - některý bity se nepochopitelně samy od sebe měnily z 1 na 0, což vytvářelo takzvaný soft errors - "měkký chyby". Měkký proto, že při nich nedochází k žádnýmu poškození hardwaru. Konkrétně tzv. Single event upset. Ukázalo se, že původcem chyb je keramickej obal čipu. Jak se v průběhu 70. let zvyšovala poptávka, bylo potřeba zařizovat nový výroby. Jedna z nich byla postavena v Coloradu na Green river. Co ale nikomu nedošlo bylo, že nedaleko proti proudu bejvalo zařízení na zpracování uranu. Ten se dostal do řeky a z ní do materiálu na výrobu čipů. V Intelu nakonec zjistili, že stačí stopový množství uranu nebo thoria (případně obojího) a problémy jsou na světě. Nuly a jedničky jsou totiž vytvářený pomocí přítomnosti (nula) nebo nepřítomnosti (jednička) elektronů v konkrétním místě na polovodiči. Pokud alfa částice vylétající z uranu/thoria trefila to správný místo, dokázala na polovodiči vytvořit nahromadění elektronů = jednička se změnila na nulu. Ověřili si to tak, že čipy vystavovali různejm zdrojům alfa záření a počet chyb byl přímo úměrnej intenzitě alfa záření.
No, výrobci si začali dávat daleko větší pozor na přítomnost radioaktivních materiálu v keramickejch obalech čipů a jelo se dál.

V roce 2003 se v Belgii zkoušel novej systém elektronickejch voleb. Protože šlo o novinku, bylo potřeba si posichrovat, že bude vyloučena chyba. Volič proto nejdřív zasunul do přístroje magnetickou kartu a pak proved volbu. Ta se zaznamenala jak v počítači, tak na kartu, kterou volič odevzdal. A dobře, že udělali. Při kontrole se zjistilo, že jedna kandidátka získala víc hlasů, než kolik vůbec bylo možný. Vytáhli teda magnetický karty, hlasy přepočítali a zjistili, že kandidátce "zázračně" přibylo 4096 hlasů. Ok, co se ale stalo? Následovaly testy, debugging hlasovacího softwaru, na nic se nepřišlo. Žádný bugy. Začali testovat hardware inkriminovaný hlasovací stanice. Taky nic, chybu se nepodařilo reprodukovat. Testerova noční můra.
Pak to někomu docvaklo - ten rozdíl 4096 je 2¹², což odpovídá změně na 13. bitu někde v paměti, kde se sčítaly hlasy pro belgickou političku. Takže stejnej druh chyby, jako měl Intel, jen přesně opačnej. Ok, ale jak se to mohlo stát? Výrobci čipů si přece už od konce 70. let dávaj pozor.

Celej vtip je v tom, že stejný schopnosti, jako alfa částice z uranu, má kosmický záření. Jde hlavně o protony, jádra hélia a elektrony, z nichž většina pochází z explodujících hvězd - supernov. Respektive nejde o kosmický záření jako takový. Částice s vysokou energií totiž při průletu atmosférou narážej na molekuly vzduchu a rozbíjej je na atomární a subatomární částice, který letěj dál, narážej na další částice... Výsledkem je domino efekt, nebo řetezová reakce a jedna částice kosmickýho záření má proto výrazně větší šanci trefit se, než kdyby na to byla sama. A jedna částice z takový kaskády zřejmě trefila belgickou hlasovací stanici. Ale samozřejmě nejde o jedinou událost. Cosmický záření je všude kolem nás, jak jde vidět na experimentu s mlžnou komorou. Je tak zdokumentovaná spousta případů, kdy se tohle stane a například v Los Alamos se jim to dělo běžně. Čím je totiž nadmořská výška větší, tím je silnější intenzita kosmickýho záření. U jejich superpočítače maj proto nainstalovaný detektory alfa částic a nastavený častý autosavy. Nejnebezpečnější událost asi byla let Quantas ze Singapuru. Díky měkký chybě vyvolaný kosmickým zářením si palubní počítač splet výšku s náklonem letadla a začal to zuřivě korigovat. Výsledkem naštěstí bylo jen pár rozbitejch hlav, protože piloti stihli včas nouzově přistát.

Tak až vás zase váš počítat poctí modrou obrazovkou smrti, neproklínejte hned Billa Gatese a nenadávejte na Mrkvosoft. Dost možná šlo o zatoulanej proton z nějaký dávno zaniklý hvězdy z galaxie far far away. Bohužel, jak roste hustota čipů, budou se tyhle chyby pravděpodobně objevovat čím dál častějc. Intel dokonce odhaduje, že právě tohle může bejt silnej omezující faktor a svým způsobem "vada" designu.

#fakt #informatika #astrofyzika