La NASA choisit SiFive et fait de RISC-V l'écosystème de référence pour les futures missions spatiales

La NASA choisit SiFive et fait de RISC-V l'écosystème de référence pour les futures missions spatiales,
pour l'aider à remplacer ses ordinateurs de vol spatial vieillissants

SiFive fondateur et leader de l'informatique RISC-V, a annoncé le 6 septembre sur son site officiel avoir été sélectionné par la NASA pour fournir le cœur du processeur HPSC (High-Performance Spaceflight Computing) de prochaine génération. Le projet HPSC de la NASA développe une technologie d'informatique de vol qui offrira une capacité de calcul au moins cent fois supérieure à celle des ordinateurs de vol actuels. La NASA avait annoncé en juin que son projet HPSC fournira des puces informatiques multicœurs de nouvelle conception, dotées de plusieurs cœurs de traitement sur chaque puce, ainsi qu'un logiciel d'exploitation pour les faire fonctionner.

Une équipe d'ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA s’occupe de l'approche du développement du HPSC et assure la gestion technique de la conception et de la livraison des puces informatiques. Les radiations naturelles dans l'espace endommagent les pièces électroniques, entraînant à terme leur défaillance, et introduisent également des erreurs dans les calculs qui y sont effectués. En outre, en raison du temps que mettent les signaux à voyager de la Terre vers des endroits éloignés dans l'espace, de nombreuses activités spatiales doivent être réalisées sans l'aide des équipes sur Terre.

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Le HPSC sera spécialement conçu pour tenir dans l'espace et contiendra également des caractéristiques lui permettant de fonctionner et de fournir des résultats fiables pouvant être utilisés pour les opérations les plus critiques nécessaires : par exemple, l'atterrissage ou le vol robotisé sur une autre planète, l'assistance aux astronautes loin de la Terre ou l'exploitation à proximité de petits corps dans le système solaire externe.

L'énergie électrique étant souvent rare, le HPSC est conçu pour pouvoir traiter les données 100 fois plus vite que les ordinateurs actuels qualifiés pour l'espace et utilisant la même quantité d'énergie. Il permet également la désactivation des fonctionnalités lorsqu'elles ne sont pas utilisées et la réduction de la puissance lorsqu'elle n'est pas nécessaire.

Le HPSC devrait être utilisé dans pratiquement toutes les futures missions spatiales, de l'exploration planétaire aux missions lunaires et martiennes. HPSC utilisera un cœur vectoriel RISC-V SiFive Intelligence X280 à 8 cœurs, ainsi que quatre cœurs RISC-V SiFive supplémentaires, pour multiplier par 100 la capacité de calcul des ordinateurs spatiaux actuels. Cette augmentation massive des performances de calcul contribuera à ouvrir de nouvelles possibilités pour une variété d'éléments de mission tels que les rovers autonomes, le traitement de la vision, le vol spatial, les systèmes de guidage, les communications et d'autres applications.

« En tant que leader américain des semi-conducteurs RISC-V, nous sommes très fiers d'avoir été choisis par la première agence spatiale mondiale pour alimenter ses applications les plus critiques », déclare Jack Kang, SVP Business Development, SiFive. « Le X280 affiche des gains de performance de plusieurs ordres de grandeur par rapport aux processeurs concurrents et notre IP RISC-V SiFive permet à la NASA de bénéficier du support, de la flexibilité et de la viabilité à long terme de l'écosystème RISC-V mondial en pleine expansion. Nous avons toujours dit qu'avec SiFive, l'avenir n'a pas de limites, et nous sommes ravis de voir l'impact de nos innovations s'étendre bien au-delà de notre planète. »

La technologie informatique actuelle qualifiée pour l'espace doit être configurée en fonction de la partie d'une mission qui nécessite le plus de puissance, une pratique qui vise le succès de la mission mais qui entraîne une utilisation inefficace des ressources sur toute la durée de vie de la mission. Par exemple, une mission à la surface de Mars a des besoins extrêmes en matière de déplacement de données à grande vitesse et de calculs intenses, ainsi qu'une tolérance aux pannes rigoureuse, pendant la séquence d'atterrissage planétaire.

L'ordinateur de vol doit être configuré pour répondre à ces besoins, ce qui nécessite une puissance et des ressources importantes. Cependant, une fois l'atterrissage effectué en toute sécurité, les opérations de routine de mobilité et de science peuvent rarement nécessiter ce même niveau de capacité, du moins pas de manière soutenue.

Les opérations nocturnes peuvent nécessiter encore moins de ressources. La conception améliorée du HPSC offre la possibilité de faire varier la puissance de traitement informatique en fonction de la mission et des exigences opérationnelles. Cela permettra d'économiser une grande quantité d'énergie et d'améliorer l'efficacité informatique globale.

La décision de la NASA et de Microchip d'opter pour une conception RISC-V n'est pas seulement liée à la nouveauté d'un jeu d'instructions RISC-V (ISA) ouvert et libre de droits. Selon Kang, l'architecture RISC-V est l'une des plus susceptibles de disposer d'une large base de développeurs dans 10, 15, voire 20 ans, et constitue donc un pari sûr pour la NASA.

« Si vous regardez les puces PowerPC actuelles - nous les utilisons depuis des décennies - combien de programmeurs PowerPC y a-t-il actuellement », a-t-il déclaré. Si nous connaissons maintenant l'architecture sous-jacente du processeur HPSC de la NASA, nous devons attendre de voir comment la conception sera finalement mise en œuvre, par exemple quel durcissement aux radiations sera utilisé ainsi que tout autre traitement spécialisé requis par les semi-conducteurs destinés à l'espace.

La NASA a fait appel à Microchip pour développer le processeur HPSC : Microchip fait la publicité de plusieurs puces résistantes aux radiations. Ainsi, SiFive fournit la propriété intellectuelle du processeur tandis que Microchip place les cœurs sur une puce adaptée à la survie dans l'espace, avec les circuits de support nécessaires. Grâce à cette économie d'énergie et à l'amélioration de l'efficacité informatique, cette puce informatique haute performance sera utile dans de nombreux domaines des opérations de vol spatial, notamment l'atterrissage en terrain extrême, la gestion de la santé d'un véhicule, le guidage, la navigation et le contrôle automatisés, la construction autonome et télérobotique, etc.

Étant donné que tous les types de missions de la NASA nécessitent des capacités de calcul, cette puce actualisée pourrait profiter à toutes les entreprises futures de la NASA, qu'il s'agisse de missions scientifiques terrestres, de missions dans l'espace lointain ou de vols habités.

De plus, la nature ouverte et collaborative du RISC-V permettra à la vaste communauté des développeurs de logiciels universitaires et scientifiques de contribuer et de développer des applications et des algorithmes scientifiques, ainsi que d'optimiser les nombreuses fonctions mathématiques, les filtres, les transformées, les bibliothèques de réseaux neuronaux et autres bibliothèques logicielles, dans le cadre d'un écosystème logiciel robuste et à long terme.

Source : SiFive

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