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中美俄:上太空的晶元組上億 馬斯克:我只要2.6萬

有個男人

創辦特斯拉

開啟了電動汽車的新時代

創辦SpaceX

讓人類有成為多星球物種的可能

他就是埃隆·馬斯克

新時代的鋼鐵俠!

當人們驚異於他的成就時

卻很少有人想過

為什麼一個人

能在兩個完全風馬牛不相及的領域

都取得如此的成功?

馬斯克的成功

真的只是因為

他遠超常人的智商和天賦嗎?

實際上並非如此

讓我來給你們講講

Space X和特斯拉背後的故事

1.

Space X誕生的原因

是因為當時的美國航空航天業

基本壟斷在ULA、波音和洛馬

這三家企業手中

三家企業組成的聯盟

甚至一度成為NASA的唯一發射商

唯一就意味著壟斷

“無論我的東西好不好”

“你都得買”

這種狀況

讓NASA吃了很多虧

虧吃多了的NASA

自然希望能夠多幾個競爭者

於是向Space X轉移了

大量“過時”、成熟的技術

希望馬斯克能帶著Space X

發揚“主觀能動精神”

為NASA提供物美價廉的發射服務

NASA:

按照常規的思路

要想在航天領域做到物美價廉

是一件“絕對”不可能的事

因為在航天領域裡

有一種器件

如貴族般存在

那就是宇航級器件:

無論是我們用的電腦

還是馬斯克用的火箭

都需要大量的元器件

以一個二極體為例

普通的二極體

在網上只要幾毛錢甚至幾分錢

而一個二極體要想上太空

是需要經過技術驗證的

一旦驗證成功

它就可以從一個工業級十八線小明星

一舉躍升為宇航級一線大明星

身價自然也倍增上百倍甚至上萬倍

以現有載人飛船搭載的

星載計算機和控制器舉例

為了應對宇宙中的

高低溫度、輻射以及方方面面的影響

宇航級器件註定成本高昂:

單個控制器的價格

為500萬人民幣左右

一共14個系統

為了追求高可靠性

每個系統至少得有個備份

一共28個控制器

成本總計約1.4億人民幣!

通常情況下大幅降低器件成本

是一件幾乎不可能的事

畢竟一分錢一分貨

然而馬斯克卻做到了

大幅降低元器件成本

他將成本成功降低到了原來的1/5384:

以SpaceX的龍飛船為例

它主控系統晶元組

只用了2.6萬人民幣

2.

馬斯克到底是如何做到的?

這個問題

其實就像大家問

“傳統車企為什麼做不出來特斯拉?”一樣

為了解釋清楚馬斯克的思路

首先要和大家講一講

宇航級器件為什麼那麼貴

如果把我們電腦上的器件比作普通人

那麼航天器所有的器件

個個都是十項全能的特種兵

它們能經受很苛刻的環境:

首先發射時

要禁得住劇烈的抖動

和很高的溫度

才能走出地球

而真正的煉獄在入軌後才剛剛開始

面對太陽面的時候

溫度迅速提升,最高到120°C

背離太陽面的時候

溫度驟減,最低到-150°C

就這樣90分鐘一圈又一圈

周而復始

每圈都是270°C的溫差

而對於電子器件來說

溫度不是最難熬的

最難熬的是太空中的輻射

這些輻射

有的來自地球的召喚:地球磁場

也有的來自太陽的問候:高能粒子

還可能有來自三體文明的問候

——其他太陽系以外的粒子

而這些粒子

會引發電子器件的“神經紊亂”

這種癥狀有個專業名詞:粒子翻轉

會帶來什麼影響呢?

簡單點翻譯就是:

我們都知道計算機都是用的二進位

0000=0,0001=1,0010=2

0011=3,0100=4,0101=5

如果原來的0

因為神經紊亂變成了1

比如0100突然變成了0101

那麼代表的含義就從“4”變成了“5”

如果指令4是向上爬升

指令5是停止推進,

那麼翻轉的後果難以想像

整個飛行器的錯誤運算結果

會導致非常大的災難

甚至可以說

在比特界差一位真的就是差了千里遠

在1996年,阿里安501火箭

雖然沒有粒子翻轉

但是系統試圖將一個64位的數字

放到一個16位的地址裡面去

隨即發生了1/0錯亂的現象

結果在點火37秒後

火箭開始側翻,隨之爆炸

因為這個“小”問題

那次發射損失高達3.7億美金!

3.

馬斯克降低成本的方式

非常簡單粗暴

“既然航天級的元器件太貴”

“那改用工業、家用級的就好”

SpaceX沒有選擇用貴族宇航級器件

而是選擇了經典的

Intel的X86雙核處理器

給大家一個參考

一款intel雙核處理器

京東售價僅559元人民幣

據SpaceX前火箭總師John Muratore透露

龍飛船一共有18個系統

每個系統配置了3塊X86晶元

龍飛船一共有54塊

所以龍飛船主控晶元的總價約:

2.6萬人民幣,3600美元!

而獵鷹九號一共有9個分立式發動機,

每個發動機配置了3塊X86晶元,

加上主控系統配置了3塊,

獵鷹九號一共有30塊這樣的晶元。

獵鷹九號主控晶元的總價約:

1.4萬人民幣,2000美元!

事實上這就是為什麼

NASA要1.4億人民幣的東西

馬斯克只2.6萬人民幣就造出來了

4.

難道馬斯克不知道粒子翻轉的恐怖嗎?

事實上以馬斯克的智商

他不可能忽視這種問題

那馬斯克如何解決粒子翻轉的問題呢?

很簡單:民主決策

技術名詞叫:paritybits

既然判斷不了一個數是否翻轉,

那就多放幾個一樣的設備,

通過比較,把不一樣的結果給踢出去

我們前面提到的intel雙核處理器

這時候就派上用場了:

馬斯克把雙核拆成了兩個單核

分別計算同樣的數據

每個系統配置3塊晶元做冗餘

也就是6個核做計算

如果其中1個核的數據和其他5個核不同

那麼主控系統會告訴這個核重新啟動

再把其他5個核的數據拷貝給重啟的核

從而達到數據一直同步

周而復始,不讓一個核掉隊

這是多麼寶貴的批評與自我批評的精神啊!

更讓馬斯克開心的是

Intel X86的程序員

在百度、阿里巴巴、騰訊的辦公樓里

一抓一大把

還一個比一個能加班

而且X86晶元隨便造

燒壞了?再來1個?

不不,再買一打!

而宇航級器件

僅僅是測試費

就都夠再買一車X86晶元

更不用說

專業宇航級器件的程序

用的基本都是特定語言

程序員比元器件還難找

所以綜合下來

無論是器件成本

還是人力成本

馬斯克的Space X吊打其他企業

也就一點兒都不奇怪了

5.

不僅是Space X

其實馬斯克造特斯拉

也用了同樣思路

事實上特斯拉的技術

和傳統車企相比

並沒有各位想像的大幅領先

例如各大媒體都在吹捧的BMS技術

其實同為美國車企的通用

也並不比特斯拉差多少:

以通用的Volt為例

它的電池熱管理技術也十分先進

冬天的時候

可以用廢熱給電池加熱

而夏天的時候

還可以用空調給電池冷卻

再加上更先進的電池均衡技術

以及充放電控制技術

這些可以讓這款車的電池組

內部溫度差控制在2℃以內

而一個更加穩定的溫度

可以延長汽車動力電池的壽命

不僅如此

馬斯克為了節省成本

還將特斯拉的部分元件

由汽車級更換成了商業級

最典型的例子還是晶元:

特斯拉使用的多是IT行業的晶元

例如DPS、ARM、FPGA等

而通用則完全使用

各種我們叫不出名字的汽車級晶元

馬斯克的這種思路

雖然在傳統車企看來過於激進

但確實讓特斯拉節省了很多成本

並獲得了更好的表現

6.

雖然通用的技術並不差

但人們更多記住的依然是特斯拉

原因大家也都知道

就像人們驚訝於

Space X作為一個私企

竟然可以與中美俄並肩

而特斯拉也給人們帶來了同樣的感受

——原來電動汽車

起步可以這麼快!

續航可以跑這麼遠!

看到這裡

我想各位應該能明白了

馬斯克的成功並非全來自於

他遠超常人的智商和天賦

Space X的很多技術其實並沒有很先進

例如沒採用宇航級器件

而是用了和我們電腦上一樣的晶元

特斯拉的技術也並非大幅領先

但馬斯克依然是將很多”普通“的技術

也都應用到了極致

其實在生活中

很多人學這學那

但卻忘了要把一件事情做到最優

畢竟很多時候

不見得別人比你真的優秀多少、聰明多少

而是他更加用心

把圍繞自己目標的每一件事情

都做到了極致

就像馬斯克造火箭和特斯拉那樣

阿波羅網責任編輯:夏雨荷 來源:酷玩實驗室 轉載請註明作者、出處並保持完整。

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