Language
Country/Area
No result found
无形的数据敌人：为何你的记忆体会因一颗粒子而翻转？
在电子学和计算机科学的领域中，软错误是一种数据信号或数据错误的情况。这种错误不一定是由设计或组件缺陷导致的，而是由环境因素如宇宙射线等引起的。这些错误主要发生在计算机的记忆体系统中，当记忆体中的一个指令或数据值被更改时，便会产生软错误。虽然这种错误不会损坏系统的硬体，但却能够影响正在处理的数据。
软错误不仅关乎数据的变更，更是一种无形的威胁，让使用者的数据安全成为未知的风险。
根据报导，软错误可分为两种类型：晶片级软错误和系统级软错误。晶片级软错误通常发生在粒子穿过晶片时，会干扰记忆体单元的状态，这些粒子主要是来自宇宙射线。它们的影响虽然微乎其微，但却能够在某些情况下引发数据的错误。相较之下，系统级软错误则是因为数据在处理过程中受到噪音或其它现象的干扰所导致，这些错误甚至可能在后续的处理过程中被保存并造成更大的问题。
尽管有许多解决方案可以应对这些问题，但在实际中，许多系统仍然难以发现并纠正这些软错误。
不仅如此，还有许多因素会导致软错误。早在1970年代，当动态随机存取记忆体（DRAM）问世之际，正是由于设计中的一些关键问题使得这些软错误名声大噪。根据研究，这与包装材料中的辐射污染有密切关系。设计精良的晶片应该能够将这些污染物的影响降到最低，而这对于现代电脑的性能有着深远的影响。
许多记忆体设计开始意识到，为了提升可靠性，必须在设计中加入错误检测和更正的功能。
此外，宇宙射线所产生的次生粒子也是导致软错误的主要因素之一。这些粒子在撞击地球大气层时为-memory系统带来了数据变异。实验显示，在高海拔地区运行的计算机比起在海平面上的同类设备面临着更高的软错误率。因此，对于高性能计算机或服务器而言，如何缓解软错误问题成为了一个极具挑战的问题。
过去的实验显示，记忆体在遭遇宇宙射线时的错误率可达每256 MiB RAM每月一错误，这意味着在高配置的计算机中，可能会发生大量的数据错误。
在针对软错误的防范措施方面，设计者可以选择在数位电路中采用辐射硬化技术，进一步降低软错误的发生率。这项技术包括提高电路单元的电容，以增加其有效的临界电荷值。透过这样的方式，可以抑制来自外部环境的干扰，从而减少错误。近年来，随着高性能计算机的普及，业内对于如何增强电路的抗干扰能力的研究也愈加深入。
在设计过程中，选择合适的半导体材料、封装及基板材料对于降低软错误率至关重要。
随着技术的进步，特别是在小型化和高效能计算机的发展下，避免软错误的困难程度不断增加。因此，许多设计者选择接受软错误将不可避免地发生的事实，并为系统设计适当的错误检测与纠正机制，以达到更好的可靠性。在某些情况下，系统将使用冗余计算和特定的编码技术来检测和修正这些错误，以确保数据的稳定和可靠。 」
那么，在这个信息密集的时代，对于我们来说，是否真的能确保数据的安全与完整？
