Mis on kiirguse kõvenemine?

Radioaktiivsetes keskkondades, nagu tuumarelvade, tuumaelektrijaamade ja kosmoseuuringutega seotud keskkondades, on tõenäoline, et kiirgus lekib elektroonilisse riistvarasse ja vallandab elektrone, mis kas rikuvad riistvara funktsionaalsust või hävitavad kiibid täielikult. Selle vastu võitlemiseks on kiirguse tugevdamine viis riistvara selle elektroonilise korruptsiooni suhtes vastupidavaks muutmiseks. Enamik kiirgusega karastatud kiipe on sarnased kaubanduslikult saadavate kiipidega, kuigi nende disain ja komponendid võivad veidi erineda. Kõvenemine on intensiivne ja raske protsess, mistõttu on need laastud tavaliselt müügilolevate laastude esirinnas mõne kuu või aasta võrra tagapool.

Elektroonilisi kiipe on vaja paljudes kiirgustihedates keskkondades, sealhulgas kosmoses ja elektrijaamades. Selle vajaduse probleem seisneb selles, et kiirgusel on kalduvus eraldada keskkonda laetud osakesi. Kui vaid üks osake satub kiibi sisse, võivad sajad või tuhanded elektronid segi minna, mille tulemusena kuvab kiip ebatäpset teavet või hävitab kiibi täielikult. See muudab kiirguse kõvenemise hädavajalikuks, kui riistvara kasutatakse sellistes keskkondades, ilma et laetud osakesed riistvara kasulikkust mõjutaksid.

Kiirguskindlus nõuab elektrooniliste kiipide tootjatelt riistvara kaitsmiseks nii füüsiliste kui ka loogiliste kilpide loomist. Füüsilise poole pealt on kiibid valmistatud isolatsioonimaterjalidest ja komponendid on sageli magnettakistusega. Varjendid on tehtud ka selleks, et tegelik riistvara ei puutuks kunagi kokku kiirguse ja laetud osakestega. Loogilisest küljest on kiip loodud pidevalt kontrollima ja skannima end vigade või mälukaotuse suhtes. Need on mõlemad radioaktiivsetes keskkondades suured probleemid, nii et kiibid seavad pühkimis- ja skaneerimisprotseduurid oma prioriteetide nimekirjas väga kõrgele.

Lisaks kiirguskindlatele kiipidele paigutatud disainile ja loogilistele varjestele on kiibid ise sarnased kaubanduslikult saadaolevale riistvarale, mis ei allu kiirguskõvastumisele. Need kiibid põhinevad praegustel kiipidel ja seejärel muudetakse. Muutmine võib siiski võtta kaua aega, nii et enamik kõvastunud kiipe on tipptasemel riistvarast mitu kuud või aastat maha jäänud.

Et testida, kas kiirguse kõvenemine on tõhus, asetavad arendajad tavaliselt riistvara kiirguskambrisse ja allutavad sellele prootoni- ja neutronkiire, mis on sarnased tegelikes radioaktiivsetes keskkondades esinevatele. See annab arendajatele aimu, kui tõhusad on varjestusmeetodid. Samal ajal ei jäljenda see testimine täielikult reaalseid tingimusi, mis tähendab, et testitulemused ja tegelik tõhusus võivad olla drastiliselt erinevad.