Apollo 11 so với bộ sạc USB-C (năm 2020)

So sánh CPU giữa máy tính dẫn đường Apollo 11 (AGC) và bộ sạc USB-C

• So sánh hiệu năng giữa CPU có trong bộ sạc tường USB-C hiện đại và máy tính dẫn đường Apollo 11 (AGC), hệ thống đã đưa con người lên Mặt Trăng và trở về vào năm 1969.
• Máy tính dẫn đường Apollo 11 có xung nhịp 1.024MHz, RAM gồm 2048 từ 15 bit và không gian lưu trữ chương trình gồm 36.864 từ 15 bit.
• CPU của Anker PowerPort Atom PD 2 có xung nhịp 48MHz, 8KB RAM và 128KB bộ nhớ lưu trữ chương trình, được đánh giá là CPU mạnh nhất.

So sánh tốc độ

• Máy tính dẫn đường Apollo 11 cần ít nhất 12 chu kỳ xung nhịp để thực thi một lệnh và sử dụng một thanh ghi tích lũy duy nhất để thực hiện các phép toán số học.
• CPU ARM Cortex-M0 trong Anker PowerPort Atom PD 2 không có cache, truy cập bộ nhớ với tốc độ ổn định và lệnh được thực thi tuần tự.
• Trong phần lớn trường hợp, lệnh của máy tính dẫn đường Apollo 11 cần nhiều chu kỳ xung nhịp hơn gấp 12 lần so với lệnh của Cortex-M0.

So sánh bộ nhớ

• Không gian lưu trữ chương trình: máy tính dẫn đường Apollo 11 phải viết máy ảo/trình thông dịch do thiếu không gian chương trình.
• CYPD4225 có 128KB bộ nhớ flash, nên có thể lưu trữ lượng thông tin nhiều hơn 1,90 lần so với máy tính dẫn đường Apollo 11.
• RAM: Anker PowerPort Atom PD2 có lượng RAM nhiều gần gấp đôi so với máy tính dẫn đường Apollo 11.

Hành trình tới Mặt Trăng

• Tàu vũ trụ Apollo 11 có 4 máy tính: 2 máy tính dẫn đường Apollo 11, 1 Saturn Launch Vehicle Digital Computer (LVDC) và 1 Abort Guidance System (AGS).
• Tất cả các máy tính của Apollo 11 đều có hiệu năng thấp hơn và ít bộ nhớ hơn Anker PowerPort Atom PD 2.
• CYPD4225 chưa được đánh giá để hoạt động trong môi trường vũ trụ, và cần nghiên cứu thêm về số lượng cũng như chủng loại thiết bị ngoại vi mà các máy tính Apollo 11 hỗ trợ.

Kết luận

• Vào giai đoạn 2012-2013, phần lớn bộ sạc USB sử dụng cơ chế phát hiện sạc USB mà không có giao tiếp số, nhưng đến năm 2020, bộ sạc USB-C đã tích hợp vi điều khiển và CPU.
• Một số bộ sạc USB-C có CPU mạnh hơn máy tính dẫn đường Apollo 11, và phần lớn có tốc độ xung nhịp nhanh hơn ít nhất 10 lần.
• USB-C Power Delivery giải quyết vấn đề và cung cấp tính năng mới, nhưng cũng làm tăng độ phức tạp vì bổ sung thêm firmware và chip cần xử lý trong quá trình sản xuất.

Ý kiến của GN⁺

• Điểm quan trọng nhất của bài viết này là CPU trong các bộ sạc USB-C hiện đại mạnh hơn rất nhiều so với máy tính dẫn đường Apollo 11 dùng trong sứ mệnh đổ bộ Mặt Trăng năm 1969.
• So sánh này cho thấy tốc độ phát triển chóng mặt của công nghệ, đồng thời làm nổi bật việc những thiết bị chúng ta dùng hằng ngày lại sở hữu năng lực tính toán cao hơn cả thiết bị thám hiểm không gian trong quá khứ, một điều rất thú vị và cuốn hút.
• Bài viết cũng phản ánh xu hướng công nghệ hiện đại ngày càng phức tạp hơn, đồng thời đưa ra góc nhìn đáng quan tâm về việc những thay đổi đó có thể ảnh hưởng thế nào đến đời sống thường ngày và tương lai công nghệ.

[GN⁺]

Ý kiến Hacker News

• Apollo 11 spacecraft contains 4 computers

  • Tàu vũ trụ Apollo 11 có 4 máy tính.
    • Máy tính analog thường bị đánh giá thấp, nhưng đóng vai trò quan trọng.
    • Máy tính điều khiển bay (FCC) là máy tính analog của Apollo 11, dùng để điều khiển gimbal của tên lửa.

• I'm a bit tired of all the sensationalist "look what landed on the moon vs. today's hardware" comparisons.

  • Tôi hơi mệt với những so sánh giật gân kiểu "hãy nhìn thứ đã hạ cánh lên Mặt Trăng so với phần cứng ngày nay".
    • Những chiếc máy bay đời đầu vẫn thành công dù không có máy tính, nên sức mạnh tính toán không phải là yếu tố quyết định duy nhất của thành công.
    • Phần mềm và phần cứng của sứ mệnh Apollo được thiết kế rất tốt, và năng lực tính toán cao ngày nay không loại bỏ nhu cầu về kỹ thuật tốt.

• Is the weight/cost calculus sufficiently improved now that it’s cheaper to shield the processor in its entirety rather than trying to rad harden the circuitry itself?

  • Có phải bài toán trọng lượng/chi phí hiện nay đã cải thiện đủ để việc che chắn toàn bộ bộ xử lý rẻ hơn so với cố gắng làm cứng bức xạ cho chính mạch điện không?
    • Làm cứng bức xạ rất tốn kém vì không thể dùng linh kiện tiêu chuẩn và bị hạn chế trong việc áp dụng công nghệ mới.
    • Đây là một trong những lĩnh vực được nghiên cứu trên drone sao Hỏa, và vấn đề bức xạ trên bề mặt sao Hỏa có thể khác với môi trường sử dụng ngoài không gian.

• others point out that the LVDC actually contains triply-redundant logic.

  • Những người khác chỉ ra rằng LVDC thực ra có logic dự phòng ba lớp.
    • Logic dự phòng ba lớp đưa ra 3 câu trả lời và cơ chế bỏ phiếu sẽ chọn kết quả thắng.
    • Ba thành phần thực chất có nghĩa là dự phòng kép, và nếu cơ chế bỏ phiếu không thể suy ra đáp án đúng từ 3 câu trả lời khác nhau thì khó có thể xem đó là dự phòng ba lớp.

• Pretty much all USB chips have a fully programmable CPU when you go into the data sheets.

  • Khi đọc datasheet thì gần như mọi chip USB đều có một CPU lập trình đầy đủ.
    • Điều này có thể trông là quá mức cho các thiết bị HID đơn giản hoặc thiết bị sạc, nhưng vi điều khiển cơ bản rất rẻ và giúp giảm chi phí so với ASIC.

• I'm curious - are there any ways of finding out the precise hardware that's used in these small-scale devices without actually having to take them apart?

  • Tôi tò mò là có cách nào để biết chính xác phần cứng được dùng trong các thiết bị quy mô nhỏ này mà không cần phải tháo chúng ra không?
    • Có thể lấy thông tin từ datasheet chuyên biệt, tài liệu chứng nhận của chính phủ, v.v.

• the LVDC actually contains triply-redundant logic

  • LVDC thực ra có logic dự phòng ba lớp.
    • Việc mô phỏng một hệ thống bỏ phiếu bằng 3 vi điều khiển rồi dùng vi điều khiển thứ 4 để tổng hợp phiếu không làm hệ thống đáng tin cậy hơn.
    • Bộ tổng hợp phiếu có thể trở thành điểm lỗi đơn lẻ (SPOF).
    • Độ phức tạp tăng lên có thể làm giảm độ tin cậy, nên cách nhiều CPU dùng bỏ phiếu để tăng độ tin cậy có thể gặp vấn đề.

• The Anker PowerPort Atom PD 2 USB-C Wall Charger CPU is 563 times faster than the Apollo 11 Guidance Computer

  • CPU của bộ sạc tường USB-C Anker PowerPort Atom PD 2 nhanh hơn 563 lần so với máy tính dẫn đường của Apollo 11.
    • Thật đáng kinh ngạc khi một bộ sạc có thể được lập trình để đủ khả năng đưa con người lên Mặt Trăng.

• The CYPD4225 is definitely not rated for space.. if it would work in space

  • CYPD4225 chắc chắn không được đánh giá cho môi trường không gian, dù nó có thể hoạt động trong không gian.
    • Trong lịch sử tên lửa vũ trụ, phần lớn được thiết kế có tính đến bức xạ từ chiến tranh hạt nhân, nhưng rồi người ta phát hiện bức xạ tự nhiên trong không gian.
    • SpaceX dùng máy tính công nghiệp trên tên lửa của họ (không được làm cứng bức xạ).
    • Các xung ngẫu nhiên do bức xạ và sự lão hóa của cấu trúc bán dẫn có thể là vấn đề, nhưng trong môi trường Trái Đất-Mặt Trăng thì đây là vấn đề đối với vận hành dài hạn.

• So in 50 years the equivalent of a gpt4 training cluster from today's datacenters will fit in a cheap cable, and it will run over 100 times faster than a full cluster today.

  • Vậy thì trong 50 năm nữa, công nghệ tương đương một cụm huấn luyện gpt4 trong các trung tâm dữ liệu ngày nay sẽ nằm gọn trong một sợi cáp rẻ tiền, và chạy nhanh hơn hơn 100 lần so với cả cụm hiện nay.