Apollo 11 contre un chargeur USB-C (2020)

Comparaison des CPU entre l’ordinateur de guidage d’Apollo 11 (AGC) et un chargeur USB-C

• Comparaison des performances entre le CPU intégré à un chargeur mural USB-C récent et l’ordinateur de guidage d’Apollo 11 (AGC), qui a envoyé des humains sur la Lune en 1969 avant de les ramener sur Terre.
• L’ordinateur de guidage d’Apollo 11 disposait d’une fréquence d’horloge de 1,024 MHz, de 2 048 mots de 15 bits de RAM et de 36 864 mots de 15 bits de stockage de programme.
• Le CPU de l’Anker PowerPort Atom PD 2, avec une fréquence d’horloge de 48 MHz, 8 KB de RAM et 128 KB de stockage de programme, est considéré comme le plus puissant.

Comparaison de la vitesse

• L’ordinateur de guidage d’Apollo 11 avait besoin d’au moins 12 cycles d’horloge pour exécuter une instruction et utilisait un unique registre accumulateur pour les opérations arithmétiques.
• Le CPU ARM Cortex-M0 de l’Anker PowerPort Atom PD 2 n’a pas de cache, l’accès mémoire s’effectue à vitesse constante et les instructions sont exécutées dans l’ordre.
• Dans la plupart des cas, les instructions de l’ordinateur de guidage d’Apollo 11 nécessitent 12 fois plus de cycles d’horloge que celles du Cortex-M0.

Comparaison de la mémoire

• Stockage du programme : l’ordinateur de guidage d’Apollo 11 manquait tellement d’espace programme qu’il a fallu écrire une machine virtuelle / un interpréteur.
• Le CYPD4225 dispose de 128 KB de mémoire flash, ce qui lui permet de stocker 1,90 fois plus d’informations que l’ordinateur de guidage d’Apollo 11.
• RAM : l’Anker PowerPort Atom PD2 possède environ deux fois plus de RAM que l’ordinateur de guidage d’Apollo 11.

Le voyage jusqu’à la Lune

• Le vaisseau Apollo 11 embarquait 4 ordinateurs : 2 ordinateurs de guidage Apollo 11, 1 Saturn Launch Vehicle Digital Computer (LVDC) et 1 Abort Guidance System (AGS).
• Tous les ordinateurs d’Apollo 11 étaient moins performants et disposaient de moins de mémoire que l’Anker PowerPort Atom PD 2.
• Le CYPD4225 n’a pas été évalué pour fonctionner dans l’environnement spatial, et des recherches supplémentaires sont nécessaires sur le nombre et les types de périphériques pris en charge par les ordinateurs d’Apollo 11.

Conclusion

• En 2012-2013, la plupart des chargeurs USB utilisaient encore la détection de charge USB sans communication numérique, mais en 2020 les chargeurs USB-C intègrent des microcontrôleurs et des CPU.
• Certains chargeurs USB-C embarquent des CPU plus puissants que l’ordinateur de guidage d’Apollo 11, et la plupart ont une fréquence d’horloge au moins 10 fois plus élevée.
• L’USB-C Power Delivery résout des problèmes et apporte de nouvelles fonctionnalités, mais augmente aussi la complexité avec un firmware et des puces supplémentaires à gérer pendant la fabrication.

L’avis de GN⁺

• Le point le plus marquant de cet article est que le CPU intégré aux chargeurs USB-C modernes est bien plus puissant que l’ordinateur de guidage d’Apollo 11 utilisé pour la mission d’alunissage de 1969.
• Cette comparaison illustre la rapidité de l’évolution technologique et montre à quel point les appareils que nous utilisons au quotidien disposent d’une puissance de calcul supérieure à celle des équipements d’exploration spatiale du passé.
• L’article reflète aussi la tendance à la complexification des technologies modernes et offre un éclairage intéressant sur l’impact que ces évolutions peuvent avoir sur notre vie quotidienne et sur l’avenir de la technologie.

[GN⁺]

Commentaires Hacker News

• Apollo 11 spacecraft contains 4 computers

  • Le vaisseau spatial Apollo 11 contient 4 ordinateurs.
    • Les ordinateurs analogiques sont souvent sous-estimés, mais ils jouent un rôle important.
    • Le Flight Control Computer (FCC) est l’ordinateur analogique d’Apollo 11, chargé de contrôler les cardans de la fusée.

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

  • Je suis un peu lassé de toutes ces comparaisons sensationnalistes du type « regardez ce qui a atterri sur la Lune vs le matériel d’aujourd’hui ».
    • Les premiers avions ont réussi sans ordinateurs, donc la puissance de calcul n’est pas à elle seule le facteur décisif du succès.
    • Les logiciels et le matériel des missions Apollo étaient extrêmement bien conçus, et les performances de calcul élevées actuelles ne suppriment pas la nécessité d’une bonne ingénierie.

• 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?

  • La question est de savoir si le compromis poids/coût s’est suffisamment amélioré aujourd’hui pour qu’il soit moins cher de protéger entièrement le processeur plutôt que de durcir le circuit lui-même contre les radiations.
    • Le durcissement aux radiations coûte cher, car il empêche d’utiliser des composants standards et limite l’adoption de nouvelles technologies.
    • C’est l’un des domaines explorés pour les drones martiens, et le problème des radiations à la surface de Mars peut différer de celui rencontré dans l’espace.

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

  • D’autres soulignent que le LVDC contient en réalité une logique à redondance triple.
    • La logique à redondance triple fournit 3 réponses et un mécanisme de vote choisit la gagnante.
    • En pratique, 3 composants signifient plutôt une redondance double, et s’il est impossible pour le mécanisme de vote de déduire la bonne réponse à partir de 3 réponses différentes, il est difficile de parler de vraie redondance triple.

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

  • En consultant les fiches techniques, on constate que pratiquement toutes les puces USB embarquent un CPU entièrement programmable.
    • Cela peut sembler excessif pour un simple périphérique HID ou un chargeur, mais un microcontrôleur de base coûte peu cher et revient moins cher que des 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?

  • Je me demande s’il existe des moyens de connaître précisément le matériel utilisé dans ces petits appareils sans devoir les démonter.
    • On peut parfois obtenir des informations via des fiches techniques spécifiques, des documents de certification gouvernementaux, etc.

• the LVDC actually contains triply-redundant logic

  • Le LVDC contient effectivement une logique à redondance triple.
    • Émuler un système de vote avec 3 microcontrôleurs et en utiliser un 4e pour comptabiliser le vote ne rend pas forcément le système plus fiable.
    • L’agrégateur de vote peut devenir un point unique de défaillance (SPOF).
    • Comme une complexité accrue peut réduire la fiabilité, l’idée d’améliorer la fiabilité avec plusieurs CPU et un vote peut poser problème.

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

  • Le CPU du chargeur mural USB-C Anker PowerPort Atom PD 2 est 563 fois plus rapide que l’ordinateur de guidage d’Apollo 11.
    • Le fait qu’un chargeur puisse, en théorie, être programmé au point d’envoyer des humains sur la Lune est frappant.

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

  • Le CYPD4225 n’est clairement pas certifié pour l’espace, mais il pourrait fonctionner dans l’espace.
    • Dans l’histoire des fusées spatiales, beaucoup de systèmes ont été conçus en prenant en compte les radiations d’une guerre nucléaire, alors que dans l’espace on rencontre surtout des radiations naturelles.
    • SpaceX utilise des ordinateurs industriels dans ses fusées, sans durcissement aux radiations.
    • Les pics aléatoires dus aux radiations et le vieillissement des structures semi-conductrices peuvent poser problème, mais dans l’environnement Terre-Lune, cela concerne surtout les opérations de longue durée.

• 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.

  • Donc, dans 50 ans, l’équivalent d’un cluster d’entraînement GPT-4 des datacenters actuels tiendra dans un câble bon marché, et fonctionnera plus de 100 fois plus vite qu’un cluster complet d’aujourd’hui.