Shichao phát hiện ra điều gì đó kỳ lạ khi lướt Internet gần đây. Người ta nói rằng nguyên nhân khiến máy tính của bạn bị màn hình xanh có thể không phải phần mềm hay phần cứng mà là do "tia vũ trụ".
Cư dân mạng trong bài viết đã đề cập rằng 10% nguyên nhân khiến Firefox bị treo và báo lỗi là do tia vũ trụ.
Cụ thể, chúng là các hạt vũ trụ năng lượng cao cách xa nhiều năm ánh sáng, xuyên qua nhiều thiên hà, xuyên qua bầu khí quyển và cuối cùng va vào bộ nhớ máy tính của bạn, gây nhiễu dữ liệu gốc, sau đó máy tính đọc lỗi và treo máy. . .
Thoạt nhìn, nó có vẻ có lý. Rốt cuộc, những sự cố tương tự đã xảy ra trước đây.
Ví dụ: vào năm 2013, các tia vũ trụ đã giúp người chơi chạy nhanh Mario.
Vào thời điểm đó, một người chơi tên DOTA_Teabag đang phát trực tiếp "Super Mario 64" tại nhà, đua với một người chơi khác tên MidBoss.
Anh ấy đã điều khiển Mario hạ cánh xuống một bệ bình thường, nhưng đột nhiên anh ấy bị dịch chuyển lên cấp trên mà không có bất kỳ cảnh báo nào và bỏ qua cấp độ.
Con đường này đi thẳng qua tuyến đường vốn dự định đi chậm, tiết kiệm rất nhiều thời gian. Không chỉ khán giả và đối thủ mất bình tĩnh mà bản thân anh cũng bối rối.
Vì vậy, mọi người trong cộng đồng bắt đầu cố gắng sao chép thao tác này, nhưng rõ ràng là nó không thể kích hoạt được.
Bởi vì đây không phải là sự cố vận hành, cũng không phải là Easter egg của trò chơi mà là một lỗi ngẫu nhiên có thể gặp nhưng không tìm thấy.
Hai năm sau, có người thậm chí còn treo thưởng 1.000 USD để tìm ra thủ phạm gây ra lỗi này. Nhưng vài năm sau, không ai thành công.
Phải đến năm 2020, thông qua dữ liệu bộ nhớ chi tiết, người ta mới phát hiện ra rằng nguyên nhân sâu xa của vấn đề chỉ là một "lật bit" duy nhất, tức là bit dữ liệu gốc đột ngột bị sửa đổi.
Trong số đó, tia vũ trụ được nghi ngờ nhiều nhất. Theo suy đoán, trong máy chơi game N64 được phát sóng trực tiếp ngày hôm đó, tia sáng đã chạm vào ký ức. Các hạt trong tia va chạm với hạt nhân silicon và phóng ra nhiều mảnh tích điện khác nhau.
Những mảnh này sau đó sẽ tích điện trong vùng lưu trữ, đạt đến giá trị tới hạn, đảo ngược dữ liệu "0" và "1" của bit này.
So sánh dữ liệu cho thấy chỉ cần giá trị chiều cao của Mario thay đổi từ C5837800 thành C4837800, việc thay đổi một vị trí có thể kích hoạt lệnh đi lên và bay lên tầng trên.
Hiệu ứng so sánh do tác giả YouTube Veritasium tạo ra
Nếu vì những lý do hiển nhiên như hư hỏng phần cứng bộ nhớ, cơ chế trò chơi, v.v. thì thực sự không cần phải đăng phần thưởng. LỖI này Lẽ ra nó đã được sao chép từ lâu rồi, vì chúng liên tục và có dấu vết.
Nhưng lần này là lần lật một bit ngẫu nhiên. So với các nguyên nhân khác, tia vũ trụ quả thực phù hợp hơn với đặc điểm của loại tội phạm này: xác suất cực thấp và không để lại dấu vết. Phải nói là quá chuyên nghiệp.
Nhưng nói vậy, bạn có để ý rằng ví dụ này đã có từ mười bốn năm trước rồi không? Không sai, lâu như vậy, đây cơ bản là sự kiện nổi tiếng duy nhất. . .
Không có nguyên nhân nào khác, xác suất quá nhỏ. Cho dù đó là cú nhảy thần thánh của Mario khi tăng tốc trong trò chơi hay bài đăng đổ lỗi cho tia vũ trụ gây ra trục trặc, thì thực ra nó hơi giống một trò đùa, vì điều kiện để điều này xảy ra quá nghiêm ngặt.
Đầu tiên, các hạt trong tia phải đi qua một lớp lớn và va chạm với các hạt trong không khí. Kết quả của vụ va chạm là các lớp nổ tung, gây ra phản ứng tầng, tạo thành một cơn mưa không khí giống như một chiếc kèn lớn.
Phần lớn các hạt bị mưa rào va vào thực tế không thể chạm tới mặt đất và một số hạt tích điện về cơ bản bị bào mòn trên đường.
Thứ hai, ngay cả khi một hạt có độ xuyên thấu cao tình cờ chạm vào một đơn vị nhất định trên bộ nhớ, nó có thể không gây ra phản ứng va chạm đủ lớn để lật các bit.
Cuối cùng, ngay cả khi lật các bit, nó vẫn phải chạy các bit cụ thể của lệnh chính, nếu không nó sẽ không có tác dụng gì cả.
Theo cách này, nó có thể dẫn đến loại sự kiện lật bit có thể nhận biết được này.
Toàn bộ sự việc quá kỳ quái, thậm chí có chút khoa học viễn tưởng, mọi người đều thích vui vẻ nên đã "có chọn lọc" làm suy yếu các khả năng khác và tập trung vào tia vũ trụ này.
Nhưng trên thực tế, nhiều hiện tượng "lật bit" gây ra sự cố không nhất thiết là do tia vũ trụ gây ra.
Ví dụ: trong sự cố trình duyệt Firefox được đề cập ở bài mở đầu, báo cáo thực tế chỉ nói rằng 10% số sự cố là do lật bit. Về nguyên nhân khiến bit bị lật, không ai nói đó là do tia vũ trụ.
Và theo một khảo sát trên giấy năm 2024 của Trung tâm Siêu máy tính Barcelona, nguyên nhân chính gây ra hiện tượng lật bit bộ nhớ hiện đại không phải là tia vũ trụ mà là điểm yếu của bản thân các hạt bộ nhớ và một số yếu tố môi trường, chẳng hạn như lão hóa thiết bị, bức xạ vật liệu, nhiễu điện từ, hiệu ứng nhiệt, v.v.
Vì vậy, đối với những người bình thường như chúng ta, không cần phải lo lắng hôm nay có quá nhiều về những cuộc tấn công từ bên ngoài. Rốt cuộc, chúng tôi khó có thể giành được 10 nhân dân tệ vé cào. Thay vì lo lắng bộ nhớ bị ảnh hưởng gây ngừng hoạt động, tốt hơn hết bạn nên lựa chọn kỹ trước khi mua.
Tuy nhiên, mặc dù nó không ảnh hưởng lớn đến người bình thường nhưng nếu độ cao được nâng lên bầu trời và bầu không khí dần trở nên mỏng hơn, bạn phải kiểm tra lại.
Bởi vì về nguyên tắc, các tia vũ trụ bắn về phía trái đất giống như những viên đạn bắn vào nước và cường độ của chúng ngày càng nhỏ hơn. Mặc dù chúng không quá mạnh trên mặt đất nhưng tác hại của chúng ở độ cao lớn hơn nhiều so với tưởng tượng.
Theo dữ liệu nghiên cứu của NASA, neutron thứ cấp trong các trận mưa rào gây nhiễu lớn hơn cho thiết bị điện tử. Mật độ của chúng trong khí quyển tăng lên đáng kể theo độ cao, đạt cực đại ở độ cao khoảng 18 đến 20 km.
Độ cao mà máy bay bay là khoảng 10 đến 12 km. Mật độ neutron ở độ cao này gấp 300 lần mực nước biển.
Vì vậy, đối với máy bay, cần phải đề phòng tác động của tia vũ trụ.
Ví dụ, vào ngày 30 tháng 10 năm ngoái, Reuters đưa tin một chiếc máy bay Airbus A320 đang bay từ Mexico đến Mỹ bất ngờ lao xuống không kiểm soát, mũi hướng xuống, hạ xuống 30 độ trong 7 giây. Nhiều người trên máy bay bị thương khi máy bay đâm vào nóc cabin và ghế ngồi.
Theo cuộc điều tra tai nạn của Airbus, việc mất khả năng kiểm soát lệnh có thể là do các hạt năng lượng cao nhỏ bé này từ không gian bên ngoài đi qua thiết bị điện tử và can thiệp vào dữ liệu quan trọng của bộ điều khiển.
Sao chép và mô phỏng quá trình hút chìm. Nguồn: Mayday
Thực ra đây không phải là lần đầu tiên Airbus gặp phải chuyện này. Ngay từ năm 2008, đã xảy ra sự cố lặn mất kiểm soát tương tự và nhiều người bị thương hơn.
Cuộc điều tra ban đầu cho thấy thuật toán điều khiển máy bay quả thực có những hạn chế nhất định và thiếu các biện pháp đặc biệt để đối phó với loại tai nạn này.
Nhưng vì sự cố này là duy nhất vào thời điểm đó nên sau khi nâng cấp thuật toán điều khiển chuyến bay, không có giải pháp nào tốt hơn ngoài việc bổ sung thêm lớp bảo vệ chống bức xạ.
Nhưng rõ ràng, xác suất cực thấp không phải là không thể xảy ra. Ngoài ra, trong những năm gần đây, kích thước chip ngày càng nhỏ hơn khiến nó dễ bị nhiễu và gây ra hiện tượng lật bit. Sự việc này không đến nỗi quá bất ngờ.
May mắn thay, Airbus đã đưa ra thông báo khẩn cấp sau đó, cho phép khoảng 6.000 máy bay A320 (một nửa số máy bay đang hoạt động) trên toàn thế giới thực hiện công việc sửa chữa. Chúng ta sẽ có thể giải quyết tốt hơn những tình huống tương tự trong tương lai.
Tất nhiên, về mặt dữ liệu thì không cần phải lo lắng quá nhiều, bởi vì loại sự kiện này là một tình huống cực kỳ hiếm gặp, cứ 28 triệu giờ bay chỉ có thể xảy ra một lần.
Điều này vẫn xảy ra trong bầu khí quyển. Nếu không có tấm chắn dày này, tình hình mà các vệ tinh và thiết bị hàng không vũ trụ trong không gian phải đối mặt sẽ chỉ trở nên nghiêm trọng hơn.
Vào tháng 12 năm 2024, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã công bố một báo cáo phân tích dữ liệu từ ba vệ tinh đã hoạt động trên quỹ đạo trong 10 năm.
Hóa ra việc lật bit không chỉ là chuyện bình thường trong không gian mà còn là thủ phạm cốt lõi phá hủy dữ liệu nhiệm vụ và gây ra lỗi thiết bị.
Đặc biệt khi vệ tinh nằm ở khu vực Nam Đại Tây Dương, từ trường Trái đất bị suy giảm và không thể chặn thêm tia không gian, tần số lật tăng lên.
Do đó, thiết bị điện tử trong không gian thường có nhiều lớp áo giáp để chống lại các bức xạ này và các hộp điện tử nhạy cảm được bọc bằng các vật liệu như nhôm và tantalum.
Tất nhiên, ngoài áo giáp, xét về thiết kế bên trong, thiết bị điện tử cũng sẽ có thêm các thiết bị dự phòng như ba chế độ (TMR) và bốn chế độ (QMR).
Đối với mỗi mô-đun bổ sung, có thêm một mạch giống hệt nhau dành cho bảo hiểm. Ngay cả khi một trong các mạch bị trục trặc thì vẫn có một số mạch khác chạy song song và thiểu số tuân theo đa số, do đó đảm bảo rằng kết quả đáng tin cậy hơn.
Nhưng nhìn lại và suy nghĩ kỹ, trái đất quả thực đã bảo vệ chúng ta quá tốt. Tia vũ trụ là chuẩn mực trong không gian.
Ví dụ, một số phi hành gia sẽ đề cập trong hồi ức của họ rằng họ thường có cảm giác có ánh sáng nhấp nháy trước mắt trong trạm vũ trụ. Trên thực tế, những tia này đang đi qua dây thần kinh thị giác của não người.
Khi chúng ta ngày càng có nhiều thiết bị điện tử, hiện tượng lật bit vốn hiếm gặp trước đây chắc chắn sẽ trở nên thường xuyên hơn trong tương lai.
Đặc biệt ở một số trung tâm điện toán, việc triển khai chip rất chuyên sâu. Cú lật ngược này đã chuyển từ “rủi ro lý thuyết” sang “quản lý hàng ngày”.
Ví dụ: máy chủ sẽ được trang bị ECC, một bộ nhớ có khả năng sửa lỗi tích hợp, với thiết kế dư thừa hơn hoặc đơn giản là gia cố bên ngoài, sử dụng nhiều phương pháp khác nhau để giảm tổn thất do thời gian ngừng hoạt động do tia vũ trụ hoặc các lý do khác.
Bởi vì khi hàng chục nghìn hoặc thậm chí hàng trăm nghìn cạc đồ họa chạy cùng nhau, một khi nguy cơ lật đổ tiềm ẩn này bị bỏ qua thì sẽ phát sinh sự lãng phí cực lớn về sức mạnh tính toán.
Nói chung, trái đất đã bị tia vũ trụ bắn phá trong hàng trăm triệu năm. Chúng ta chỉ mới chiến đấu với nó được vài trăm năm và chúng ta vẫn còn quá ít kinh nghiệm.
Mặc dù bây giờ có vẻ ít ảnh hưởng nhưng cũng có thể thấy rằng các thiết bị điện tử hiện nay vẫn còn khá mỏng manh. Có thể một ngày nào đó sẽ có một cơn bão tia dày đặc và tất cả thiết bị của chúng ta sẽ là GG.
Vì vậy, lần sau khi bạn đang chơi game và bị kẹt không rõ lý do hoặc bị màn hình xanh mà không lưu bài viết, bạn có thể chỉ cần ngẩng đầu lên nhìn lên các vì sao và giơ ngón giữa lên một cách tự tin:
"Một ngôi sao ngu dốt như vậy đến từ đâu? Tại sao bạn lại nổ tung vì không có gì!"