Thomas Scherer

Des particules intersidérales perturbent nos téléphones

30 mars 2017, 04:02
Tempête solaire (vue d'artiste - source : NASA)
Tempête solaire (vue d'artiste - source : NASA)
Si votre ordinateur se plante ou que votre téléphone tactile refuse d'obéir, le problème n'est peut-être pas derrière l'écran mais... dans l'espace. D'après les recherches de Bharat Bhuva de l'Université Vanderbilt, pour lointain et hypothétique que cela puisse paraître, des rayonnements cosmiques peuvent causer des dysfonctionnements sur la Terre. Un revers de la miniaturisation.

Une particule minuscule venue de l'espace intersidéral, en route vers vous depuis des millions d'années, heurte un transistor de votre ordinateur. Un bit change d'état : c'est la panne !
Le phénomène est improbable mais sa probabilité n'est pas nulle, elle est même calculable.

Selon Bharat Bhuva, le rayonnement cosmique à la vitesse de la lumière crée à son entrée dans l'atmosphère terrestre des cascades de particules secondaires à haute énergie comme des neutrons, des muons, des pions et des particules alpha. C'est par millions qu'à chaque seconde de telles particules heurtent notre corps, heureusement sans conséquence. L'électronique moderne, elle, ne jouit pas d'une telle immunité. S'ils heurtent un transistor, la charge énergétique de certains projectiles est suffisante pour faire basculer un bit.

Ce type de perturbation isolée est appelé SEU (pour Single-Event Upset). Il est difficile de mesurer quand et à quelle fréquence elles se produisent. D'autres défaillances logicielles rares ou défauts matériels cachés (voir le bogue FDIV avec les CPU Pentium) peuvent également produire des bits erronés. Les estimations d'imputation d'erreurs sont indirectes par soustraction de toutes les erreurs produites par les bogues.
De nombreuses anecdotes émaillent l'évolution technologique et prouvent qu'il ne s'agit pas là d'un problème académique.
• En 2003, le basculement d'un bit sur une machine à voter a attribué 4096 voix supplémentaires (erronées) à un candidat. On s'en est aperçu parce que le candidat avait plus de voix que ne le permettait la circonscription.
• En 2008, un SEU dans la commande d'un avion de transport de passagers de la compagnie Qantas a débranché inopinément le pilote automatique.
• Les experts attribuent aux SEU de plus en plus de défaillances intervenues sur des ordinateurs de bord ayant entraîné des pannes sur des centaines de vols.

Ritesh Mastipuram et Edwin Wee de Cypress ont déterminé les fréquences pour les appareils fabriqués il y a une bonne dizaine d'années :
• téléphone portable avec 500 Ko de mémoire : SEU tous les 28 ans.
• parc de routeurs d'un fournisseur Internet totalisant une mémoire de 25 GB : SEU toutes les 17 h.
• ordinateur portable avec mémoire de 500 Mo à bord d'un avion à 10 000 m d'altitude : SEU toutes les 5 h.
 


Sur les appareils récents, la densité des transistors devenus plus petits et plus nombreux est plus forte, la probabilité qu'une particule fasse basculer un bit augmente. Les structures 3D modernes sont toutefois moins sensibles. Le graphique montre les ratios pour des structures élémentaires de 28, 20 et 16 nm (illustration : Bharat Bhuva, Université Vanderbilt).
 
La probabilité de SEU a également des implications pour l'utilisation de la micro-électronique dans les installations de sécurité critique et les applications médicales.
 
 
Chargement des commentaires
articles apparentés