MSL Rover Curiosity

Guten Morgen!

Naja, die MERs haben eine 20 MHz große CPU, 256 MB interner Flashspeicher und 128 MB RAM. Nicht gerade wie ein Power-PC, ich glaube aber auch, dass man aber auch nicht sehr viel Rechenleistung braucht. Schließlich machen sie auf dem Mars keine Bild oder Videobearbeitung, das machen die PCs auf der Erde.

Genau. Und die MERs haben ein gewisse Entwicklungsgeschichte. In den Rovern ist keine Consumerhardware verbaut. Die Hardware muß für die Bedingungen im Weltraum und auf anderen Himmelskörpern angepasst sein. Der Rover macht das was er soll, seine Rechner können das, was benötigt wird.

Nirgendwo sonst wie im Consumercomputerbereich gibt es heute so viele Produkte, die die Welt nicht braucht, und die von den "Usern" nicht oder nur in kleinem Umfang benutzt werden. Wenn ich daran denke, was eine aktuelle komplexe Textverarbeitung derzeit alles kann, und was ein Großteil der Nutzer tatsächlich eben alles nicht benutzen, und wie unfertig solche Produkte oft sind (Bananenprodukt, reift beim Kunden), dann würde ich so etwas in Raumfahrtanwendungen nicht haben wollen.

Und hinsichtlich der Rechnerleistung ist eine wesentliche Frage, wieviel wirklich notwendige / sinnvolle / ganz nette / weglassbare / überflüssige Dinge werden damit gemacht. Meine ersten Physikpraktikumsprotokolle schrieb ich auf einem 12,5 MHz AT, der im aufgerüsteten Zustand zusätzlich eine NPU, einen numerischen Coprozessor, und 4 MEGAByte Ram nebst einer 20 MB HD besaß. Ich hielt es damals für gute Programmierkunst, daß auf der Maschine Textverarbeitung, Desktoppublishing, mathematische Kalkulaton, Flugsimulation etc. möglich war (Windows 286, Winword 1, Pagemaker, Harvard Graphics, Mathcad, Flugsimulator....).

Außerdem habe ich das Argument gebraucht, daß ein so ausgestatteter Rover, sollte er liegen bleiben, noch weiterhin als Relay-Station bzw. Wenn man für 100kg Mehraufwand einen leistungsfähigen Server für das IPN auf dem Mars hinzu gewinnen könnte, wäre das recht und billig.  Der Rover könnte beispielsweise flott Bilder... Die Einstellung "Ein 8Bit-Prozessor reicht doch aus Einstellung" ist verbreitet doch für mich nicht nachvollziehbar.  

100 Kilo mehr auf dem Mars zu landen, und erhebliche Zusatzfunktionalität und andere Betriebszeiten vorzusehen, ergibt eine andere Mission. Natürlich ist es sinnvoll, dem MSL nach Verfügbarkeit (an real existierender weltraumtauglicher Computerhardware, finanziellen Möglichkeiten innerhalb des Projektes, Zeit für Planungsanpassungen und Änderungen) möglichst leistungsfähig auszustatten.

Ich habe kein Problem mit 8-Bit CPUs. Die Welt und zahlreiche Projekte kranken imho daran, daß sich sehr oft nicht aufs Wesentliche beschränkt wird, bzw. man vorher gar nicht defniert, um was es im Wesentlichen eigentlich gehen soll. Unsere moderne Welt ist imho voll an überkomplexen Projekten und Systemen, die nicht mehr richtig beherrscht werden (können).

Zum Vergleich, das Aegis Battlemanagement System arbeitet wohl noch mit einer wesentlich schwächeren Rechenleistung. Von der Shuttlesteuerung ganz zu schweigen. Man sollte hier nicht den Fehler machen, den eigenen PC als Maßstab zu nehmen. Der Computer in den Rovers ist nur für eine Aufgabe spezialisiert.

Eben. Und ein aktueller heutiger PC beherrbergt in einem einzigen Gehäuse eine ganze Batterie von Computern, CPUs, Betriebssystemen etc., was gerne übersehen wird.

Gruß   Thomas

Ich habe kein Problem mit 8-Bit CPUs. Die Welt und zahlreiche Projekte kranken imho daran, daß sich sehr oft nicht aufs Wesentliche beschränkt wird, bzw. man vorher gar nicht defniert, um was es im Wesentlichen eigentlich gehen soll. Unsere moderne Welt ist imho voll an überkomplexen Projekten und Systemen, die nicht mehr richtig beherrscht werden (können).

die ATMEL 8Bit risk bis MEGA serie ist die meistverwendete Weltweit
da sie mitels 100kOhm wiederstand am LPT programmierbar ist
die meisten verwenden jedoch einen ISP mit HC244 als programmer 1,2Euro

die neuen haben sogar interne D/A Wandler sowie 240 Befehle

die entwicklung in dem bereich ist nicht am Ende
solange es kleinmaschienen und HobbyInformatikerr sowie bastler gibt!

da hilft die Raumfahrt Technik mit

Die Hardware muß für die Bedingungen im Weltraum und auf anderen Himmelskörpern angepasst sein.

Für dem Mars muß man vll einen extra klleinen CPU-Kühler spendieren, damit sie nicht friert.  Wurd schon mal ein _leistungsfähiger_ Prozessor weltraumgehärtet?

Nirgendwo sonst wie im Consumercomputerbereich gibt es heute so viele Produkte, die die Welt nicht braucht, und die von den "Usern" nicht oder nur in kleinem Umfang benutzt werden.

??

Wenn ich daran denke, was eine aktuelle komplexe Textverarbeitung derzeit alles kann, und was ein Großteil der Nutzer tatsächlich eben alles nicht benutzen, und wie unfertig solche Produkte oft sind (Bananenprodukt, reift beim Kunden), dann würde ich so etwas in Raumfahrtanwendungen nicht haben wollen.

??

Und hinsichtlich der Rechnerleistung ist eine wesentliche Frage, wieviel wirklich notwendige / sinnvolle / ganz nette / weglassbare / überflüssige Dinge werden damit gemacht.

Wenn bei Projekten, bei denen es darum geht, ein autom steuernde Fahrzeug in einer doch sehr "definierten" Umgenung Schritt-Tempo zu fahren schaffen und dafür ein halbes Rechenzentrum an Computerhardware in das Fahrzeug isntallieren, dann kann NASA das natürlich mit einen Schmalspur-32bit-Prozessor und 16MB RAM.

Meine ersten Physikpraktikumsprotokolle schrieb ich auf einem 12,5 MHz AT, der im aufgerüsteten Zustand zusätzlich eine NPU, einen numerischen Coprozessor, und 4 MEGAByte Ram nebst einer 20 MB HD besaß. Ich hielt es damals für gute Programmierkunst, daß auf der Maschine Textverarbeitung, Desktoppublishing, mathematische Kalkulaton, Flugsimulation etc. möglich war (Windows 286, Winword 1, Pagemaker, Harvard Graphics, Mathcad, Flugsimulator....).

Aber der alte Brotkasten ist doch von allen Computern der Beste ..

100 Kilo mehr auf dem Mars zu landen, und erhebliche Zusatzfunktionalität und andere Betriebszeiten vorzusehen, ergibt eine andere Mission.

Zitat

Natürlich ist es sinnvoll, dem MSL nach Verfügbarkeit (an real existierender weltraumtauglicher Computerhardware, finanziellen Möglichkeiten innerhalb des Projektes, Zeit für Planungsanpassungen und Änderungen) möglichst leistungsfähig auszustatten.

Ich habe kein Problem mit 8-Bit CPUs. Die Welt und zahlreiche Projekte kranken imho daran, daß sich sehr oft nicht aufs Wesentliche beschränkt wird, bzw. man vorher gar nicht defniert, um was es im Wesentlichen eigentlich gehen soll. Unsere moderne Welt ist imho voll an überkomplexen Projekten und Systemen, die nicht mehr richtig beherrscht werden (können).

Das Problem sind IMMO nicht komplexe sondern dumme Produkte.

Und ein aktueller heutiger PC beherrbergt in einem einzigen Gehäuse eine ganze Batterie von Computern, CPUs, Betriebssystemen etc., was gerne übersehen wird.

Ah - ein Verfechter der simplen Technologie.  Dieser Ansatz hat seine Stärken und seine Schwächen.  Auf dem Mars aber wäre es praktisch, weil die Funkverbindung aufwendig, teuer sind und ein "Echo" 80min  benötigt, MUß schon allein aus ökonomischen Gründen Gerätschaften auf dem Mars ein möglichst weitgehend autonomes Verhalten aufweisen.   Es macht wenig  Sinn einen Rover für teueres Geld hinzuschicken, wenn der bei jedem auf dem Kopf liegenden Stein stehenbleibt und Hilfe von der terristischen Bodenstation benötigt.  Ebenso ist jeder unnütz gefahrene Meter und jede unnütz verschenkte Sekunde des Rovers sehr teuer, wenn dieser eine Sekunde wartet um eine Situation auszuwerten und eine Handlungsweise oder Reaktion zu bestimmen.    Ein "schlauer" Rover ist mehr als 10 mal wertvoller als ein "dummer" Rover.    Aber die 100kg (20kg) Computer-Hardware machen den Rover nicht mal doppelt so teuer.

Der Hinweis daß man mit 8bit-CPUs auch schon Textverarbeitung machen konnte ist sehr rühsellig, aber komplexe Daten-Verarbeitung erfordern Rechen-Power:  Von nix kommt nix!

Ich würd den MSL wenigstens mit eine Cell-BE und einen Niagara-II+ nebst 24GB RAM ausstatten. Als persistenten Speicher würde ich 128GB SSD und zusätzlich eine 1TB-HDD dazupacken. Einschlieslich Board sollte dies alles keine 10kg zusätzliches Gewicht ausmachen.  Mit dieser Rechenleistung braucht der Rover vor einen Stein nicht anhalten sondern kann mit voller Geschwindigkeit den Stein einmal umrunden um ihn von allen Seiten geshen zu haben und dann weiterfahren, wenn man das ordentlich programmiert.    Ein Brotkasten kann das selbstverständlich auch - 6502 rulez!

Bezüglich der Leistungsfähigkeit und was man da rausholen kann:

In meiner Unilaufbahn hatte ich einen 8bit Microcontroller zur Verfügung mit 16kb Speicher. Der Speicher war Dynamisch für Anwendungssoftware und Arbeitsspeicher. Realisiert wurde dann eine 6*6 große Plattenförmige Untergrundstruktur gescannt von 2 Lichtsensoren mit 3 Höhenstufen abgebildet durch 3 Lichtwerte die die Platten werfen. Mit Hilfe des A-Stern Algorythmus war es dann möglich beliebige Erkundungsmissionen durchzuführen unter Berücksichtung der Unigenauigkeit der Motoren. Wir nannten das Autocorrection.

Damit will ich sagen, dass mit "lächerlichen" 16kb Speicher ein unglaublich komplexes Navigationssystem realisiert werden konnte.

Falls Interesse besteht, ich habe auch noch Video davon


https://www.youtube.com/watch?v=DL9R2agxrEQ

Ich würd den MSL wenigstens mit eine Cell-BE und einen Niagara-II+ nebst 24GB RAM ausstatten. Als persistenten Speicher würde ich 128GB SSD und zusätzlich eine 1TB-HDD dazupacken.

Ich glaube nicht, dass die Hardware den Bedingungen auf dem Mars oder den auf dem Weg dorthin ausgesetzt ist.
Desto kleiner die Strukturen werden, desto größer ist auch die Gefahr dass es durch Strahlung zu Fehlern oder gar zu Schäden kommt.

Und wenn man den ganzen kram dann außen an den MSL baut wird er die Umweltbedinungen auf dem Mars auch nicht überleben.  

Man könnte das ganze natürlich in eine Kammer packen in der Erdähnliche Bedingungnen herschen, aber das Gewicht dafür möchte ich nicht wissen..

Gruß

Radi

Ein Prozessor die nicht 32bit am Stück verarbeiten kann nehme ich nicht ernst. Ein 8Bit-Prozesser ist gerade mal nicht gänzlich untauglich. Aber wenn der 'Intel 4004' ein Prozessor Prozessor ist, dann ist das motorisierte Dreirad aus dem Jahr 1886 von Carl Benz ein Auto.  Den 8Bit-Prozessor 6502 (ab 1975) würde ich um beim Vergleich zu bleiben  mit dem "Ford T" unter den Prozessoren vergleichen - das erste was man auch praktisch gebrauchen konnte und bezahlbar war.  Der Cell BE (2006) verarbeitet bis zu 128bit am Stück. DAS nenne ich einen Prozessor!

Vermutlich gibt es ein Verständnisproblem und manche denken, ich möchte ein Programm, das in kompakt Assembler geschrieben wurde und auf einer 8bit-CPU mit 64kb RAM laufen kann, auf einer 128bit-CPU ausführen, damit diese zu 99.99% der Zeit im Idle-Mode ist oder ersatzweise haufenweise Core-Cyclen verschenken, indem durch eine ineffiziene Programmierung in einer ineffizienten Programmiersprache ein primitives Program ausgeführt wird, 64kb RAM passt. Das ist aber nicht der Fall.


Gute Design-Stile sind leider nicht allzuweit verbreitet und es wird sehr viel Software schlecht geschrieben wurde so daß sehr viel Rechenzeit verschenkt wird. Man kann z.B. einen Algorhytmus ausfeilen um Programm-Verzweigungen so effizient wie möglich zu machen.   Aber wenn 1.000.000 beliebige Zahlen summiert werden müssen ist das nur durch wenigstens 1.000.000-1 Additionen möglich und da hilft auch keine Optimierung. Optimierung ist ein starkes Hilfsmittel abe keine Wunderwaffe.

Angenommen der Rover möchte (soll) mit möglichst hoher Geschwindikeit eine bestimte Koordinate ansteuern.  Wenn pro Sekunde 400 Millionen visuelle Datensätze verarbeitet werden (visuelle Wahrnehmung)  müsen um daraus ca. 8.000 verschieden physikalische Objekte (räumliche Wahrnehmung)  abzuleiten, diese Objekte einer einer Klassifizierung zu unterziehen (von kleinen Sandkörnern bis Felsen), soweit möglich und notwendig deren Eigenschaften wie z.B. Topologie zu bestimmen, die neuen Objekte mit den bereits erfassten Objekten abgleicht, das damit repräsentierende Gesamtbild hinsichtlich der Wegfindung bewertet bzw. einen Weg bestimmt, allen erkannten Objekte auf dem Weg oder am Wegrand ihre statischen und dynamischen Eigenschaften bestimmt, anhand mehrerer physikalischen Simulationen eine Vorhersage auf dessen Verhalten beim passierem ode Annäherung in möglichst mehreren Szenarien ermitteln, um so eine brauchbare "Vermutung" zu erhalten und anhand dieser Ergebnisse einen Weg zu verfolgen.  Das ist jedoch nur die Rechenarbeit, die beim (schnellen) fahren zu leisten ist.  Nebenbei müßen auch kognitive Leistungen erbracht werden wie: wie ist der Betriebszustand?  Ist genügend Energie vorhanden um einen Krater zu passieren um am nächsten Morgen möglichst früh Energie zu tanken?   Wie ist das Wetter?  Wäre es sinnvoller für 2 Stunden hinter einen Felsen einen Sturm abzuwarten damit die Solarzellen geschützt sind, etc.   Der Rover ein intelligentes Verhalten aufweisen soll benötigt er eine intelligente Programmierung besitzt. Auch wenn diese sehr effizent implementiert wird beansprucht sie eine große Menge Rechenleistung und Speicher.

Man könnte den Rover mit z.B. mit 1GB RAM ausstatten. Aber GB sind sehr wenig für ein intellgentes Verhalten.  Allein wenn er sich die "Bilder" der letzen 10 Sekunden als Rohdaten (z.B. 25 Stück je 4MB) merken soll, dann sind 1GB bereits belegt. Nur für die visuelle Rohdaten-Historie.  

Warum sollte man das machen?   Angenommen der Rover schaft gerade so in letzter Sekunden einen größeren Felsen auszuweichen, den er vll nicht als solchen erkannt hat.  Dann wäre es sehr wichtig für dieses Ausnahme-Ereignis die visuellen Daten zu haben sowie diverse Logs der Auswertung etc. damit diese zur Erde geschickt den Programmieren hilft die Software zu verbessern.

Die Alternative wäre z.B: das Rover stumpf gegen den Felsen knistert, weil er ebend nicht 10x pro Sekunde die Ord und Situation analysiert und als Ereignismeldung lediglich ein Bild davon macht das zeigt wie er am Felsen klebt.  Aber bei  5cm/sek. ist  das ja auch garnicht notwendig     Einmal wird gesagt, der Rover muß langsam fahren weil er Zeit braucht um sich zu orientieren  (also doof ist) und er dann darf er doof sein weil er ja nur langsam fährt [ch9472]  da beist sich doch die Katze irgenwo in den eigenen Schwanz?!?

Nun, die Rover werden ja nun ferngesteuert und bewegen sich nun im wesentlichen nicht autonom. Und man sollte sich jetzt auch nicht auf die Wortbreite als Kennziffer versteifen

Nichtsdestotrotz hat es sicherlich nicht nur Nachteile, wenn die Prozessoren ein wenig mehr Leistung zur Verfügung hätten, uach wenn man mit ganz wenig auch ne Menge machen kann. Nur liegt das Problem wohl eher in der umfangreichen Zertifizierung, die sich nicht immer lohnt.
Da die Komplexität mit der Leistung steigt, wir es auch nicht einfacher und damit günstiger so eine Zertifizierung vorzunehmen.

Nun, die Rover werden ja nun ferngesteuert und bewegen sich nun im wesentlichen nicht autonom. Und man sollte sich jetzt auch nicht auf die Wortbreite als Kennziffer versteifen

Das ist ein Fehler.

Nichtsdestotrotz hat es sicherlich nicht nur Nachteile, wenn die Prozessoren ein wenig mehr Leistung zur Verfügung hätten, uach wenn man mit ganz wenig auch ne Menge machen kann. Nur liegt das Problem wohl eher in der umfangreichen Zertifizierung, die sich nicht immer lohnt.

Es lohnt meines Erachtens nicht einen 8bit-CPU zu zertifizieren.

Da die Komplexität mit der Leistung steigt, wir es auch nicht einfacher und damit günstiger so eine Zertifizierung vorzunehmen.

Auf die Zertifizierung verzichten und einfach ausprobieren!

Bevor der Thread jetzt endgültig in 'Wie sieht der ideale Rover aus' abtriftet, eine Frage zum MSL: Wie ist dessen Steuerung geplant und welche Fahrparameter soll er überhaupt haben?

René

Es lohnt meines Erachtens nicht einen 8bit-CPU zu zertifizieren.

...
Auf die Zertifizierung verzichten und einfach ausprobieren!

Quatsch, eine millionen- oder milliardendollarschwere Mission los schicken und dabei nicht alles testen?? Das ist ja hanebüchener Unsinn. Neben der Verschwendung des Gelds gibt es auch einige Missionen, die man nur alle paar Jahrzehnte starten kann (Voyager?). Trial-and-Error ist das Schlimmste, was man da tun kann.

(Sorry für die deutlichen Worte)

Das ist ein Fehler.

Danke für diese intellektuell hochwertige Begründung. Jetzt wird mir alles klar...

Ansonten hat Daniel das wesentliche schon gesagt.  Nach deiner Logik kann man gleich sämtliche Zertifizierung in der Raumfahrt lassen...

Im übrigen schließe ich mich Rene an. Weitere Diskussion über diesen Aspekt sollte evtl. ausgelagert werden.

Man muß ja nicht alles richtig verstehen insbesondere wenn man nicht möchte.  Wenn man als Experiment 1kg zusätzliche Hardware installiert um dessen Tauglichkeit für den die jeweilige Umgenung zu ermitteln, aber dennoch für die Misssionssicherheit gesichert taugliche Hadware verwendet, die jederzeit als (Schmalspur-)Backup-System einspringen kann, dann wird dadurch die Mission nicht weiter gefährdet, aber man erhält im praktischen Versuch die Informationen zur Tauglichkeit der neuen Hardware, die man sonst durch teures Zertifizieren erhalten würde.    Eine Gefährdung der übrigen Mission lässt sich sicherstellen.   Ein Unterschied zum konventionellen Zertifizieren ist, daß der Erfolg nicht auf Papier steht sondern irgendwo in der Praxis unmittelbar Vorteile bringt.

Wenn ich mir den Papierkrieg angucke, der in der Weltraumfahrt stattfindet, dann müßte dies Bürokraten anziehen wie Feuchtigkeit den Schimmelpilz.

Also sinnvoll ist es stat einer aller Super-Space-Warper 10*Core2 Quad CPU mit 100TB Speicher,
für jede individuelle Aufgabe einen genau dafür abgestimmten Rechner zu nehmen, anstatt einem Zentralrechner der alles steuert.
Die systeme noch redundant angelegt bringt dann maximale Sicherheit!

Nach deiner Logik kann man gleich sämtliche Zertifizierung in der Raumfahrt lassen...

klar wir hätten nach seiner Logik, daoben nun
mehrere Sonden, die zwar alle einen super Rechner an Board haben, die wir aber nicht nutzen können, weil die Hardware dafür nicht ausgelegt war,
und sie nun ständig abstürzen!

http://www.bernd-leitenberger.de/computer-raumfahrt1.shtml
http://www.bernd-leitenberger.de/computer-raumfahrt2.shtml
http://www.bernd-leitenberger.de/computer-raumfahrt3.shtml

Vielleicht sollte man aber für solche diskusionen eine extra Thread Hardware nehmen!
Der Rover ist schon OK so, allerdings hätt ich lieber wieder 2 gesehen! Schon wegen der sicherheit!

Ein Prozessor die nicht 32bit am Stück verarbeiten kann nehme ich nicht ernst. [...] Der Cell BE (2006) verarbeitet bis zu 128bit am Stück. DAS nenne ich einen Prozessor!

Sorry, aber die Fähigkeiten eine gewisse Wortbreite in einem Durchlauf abzuarbeiten als herausragendes Argument eines Prozessors zu betrachten ist völlig absurd. Wie gesagt, ich habe auf dem Roboter mit 8bit Prozessor mit ein wenig Aufwand des A-Stern Algorithmus untergebracht sowie ein IR-Kommunikationsprotokoll.

Die Wortbreite bei embedded Hardware spielt auch deswegen eine geringe Rolle, weil man sowieso versucht möglichst speicherschonende  PDT einzusetzen wie byte oder smallInt. Die Verarbeitung einer 64bit Fließkommazahl ist sowieso fast nie von Nöten... Geschweige denn 128!!! Wäre aber theoretisch sogar möglich, auch mit einem 8bit Prozessor. Da spielt einem höchstens der Speicher einen Streich.

Mtaugliche Hadware verwendet, die jederzeit als (Schmalspur-)Backup-System einspringen kann,

Klasse, also gleich 2 verschiedene Systeme entwickeln... Das reduziert die Entwicklungskosten natürlich enorm... Und das weil man davon ausgehen muss, dass das primäre System aufgrund von mangelnder Dokumentation Fehler begehen wird. Da wird der Geldgeber begeistert sein...

[size=10](PS: Übrigens sieht man bei 1:54 die Umwandlung des mit Farben simulierten Geländeterrains in ein 3D Modell...

https://www.youtube.com/watch?v=DL9R2agxrEQ)
[/size]

Der A*-Algorhytmus ist vollständig, optimal und optimal effizient. Aber woher soll der 8bit-Prozessor diese Graphen erhalten? Die asymptotische Laufzeit ist nur von geringer Bedeutung, weil die Heuristik nicht monoton, weshalb die Laufzeit exponentiel  wirdl, da Knoten mehrfach expandiert werden müssen.  Weil die Genauigkeit der Heuristik hier nicht näher bestimmt ist, welche jedoch auch noch zusätzlich von dem Rover zu bestimmen wäre, ist das Argument, auf einen 8bit-Controller würde ein A*-Algorhytmus laufen nebst Protokoll gemeinsam laufen irgendwie substanzlos. Sogar Autos haben einen 32bit-Controler und sie können dennoch nicht autonom fahren. Dein supereffizienter Assembler-Code würde das  aber schaffen?  

*edit*
Das Betriebssystem Neutrino von QNX hat eine Microkernel-Architektur mit einen winzigen Kernel, der sehr überschaubar ist. Selbst Gerätetrieber laufen im Userland.und ebenso andere System-Module.  Sollte eines dieser Module abstürzen wird kurzerhand das Modul neu gestartet.  Neutrino ist ein RTOS. Das heißt es kann auf ein Ereignis in einer gesicherten Zeit auf ein Ereignis reagieren.  Nützlich, denn ein Felsen auf dem Fahrweg duldet kein verweilen.  Der Niagara-II+ besitzt sogar einen hard-codierten System-Scheduler. Das heist der Scheduler läuft schnell und sicher. Außerdem kann der Niagara-II+ in 0 Takten von einen Thread zum nächsten schalten und 64 Threads parallel laufen lassen. Bei der Berechnung von 3-dimensionalen Daten ist es sehr wohl nützlich, wenn man gleichzeitig 3 Raumkoordinaten gleichzeitg berechnen kann, denn der Cell BE ist außerdem ein Vektro-Rechner.

Oder wolltest du sagen, daß ein 8bit-Prozessor eine "Universelle Turingmaschine" ist und darum jedes Problem, daß sich in endlich vielen Rechenschritten lösen lässt auch lösen kann? (genügend viel Speicher vorrausgesetzt;))

Damit meine ich vielmehr, dass die Lösung eines Problems in Software nur marginal mit der verfügbaren Wortbreite des Prozessors abhängt. Vielmehr ist alles eine Speicherfrage. Wenn der 8-bit Prozessor extrem Fehlertolerant und zuverlässig arbeitet, genügend Speicher zur Verfügung hat, so ließe sich damit jedes lösbare Problem lösen. (Genau, Dein Turingvergleich) 

Sogar Autos haben einen 32bit-Controler und sie können dennoch nicht autonom fahren.

Da liegt doch der Denkfehler. Nur weil die CPU 32bit Wörter in einem Rutsch lesen kann, kann die Software noch lange nicht autonom fahren. Kann es aber die Software, dann kann Sie es auch auf einem 8bit Prozessor mit genügend Speicher. (Auf 3GHz kannste auch einen 8bit Prozessor takten wenn man SPass hat)

Damit will ich nur sagen, dass die Wortbreite der CPU kein primäres Argument bei der Prozessorauswahl darstellt!

Der Denkfehler liegt bei dir:   Ein Controller der ein Fahrzeug autonom steuern soll muß nicht nur in endlicher Zeit sondern in sehr eng begrenzter Zeit auf ein unvorhergesehenes Ereignis reagieren können.  Z.B. ein Kind rennt auf die Straße.
Dann muß im Bruchteil einer Sekunde eine gänzlich neue Situation erfasst werden und die Lösung besteht nicht darin, sofort in den Gegenverkehr auszuweichen sondern blitzschnell die verfügbaren Alternativen zu ermitteln und mit dem Ziel  minimierter Verletzungen und Schäden auf das Ereignis zu reagieren.

(Auf 3GHz kannste auch einen 8bit Prozessor takten wenn man SPass hat)

Ich denke derart tiefgreifende Hardware-Betrachtungen sind derart banal daß ich darüber keine weiter Silbe verlieren sollte.  

Ich bleibe beim Standpunkt, dass die Wortbreite einer CPU nur bedingt die Abarbeitungsgeschwindigkeit beeinflusst.

Letztlich sagt die Datenbreite nur etwas darüber aus, wie viele Bits ein Prozessor in einem Arbeitsschritt verarbeiten kann und wie breit seine Register angelegt sind. Viele Daten benötigen jedoch gar keine 32/64/128-bittige Verarbeitung.  

Inwieweit das die beim Roboter eingesetzten Algorithmen überhaupt beschleunigt, steht daher auf einem anderen Blatt.

Indirekt kann man noch behaupten, dass mehrbittige Verarbeitung für die Software auch einen größeren Adressraum für Speicher zur Verfügung stellt. Wobei es auch da andere Wege gibt. Zum Beispiel ESXi für 32bit Server...


Fakt ist aber: Wortbreite ist für manche Algorithmen irrelevant.  

Daher wäre ich mit solchen Äußerungen vorsichtig:

Ein Prozessor die nicht 32bit am Stück verarbeiten kann nehme ich nicht ernst. [...] Der Cell BE (2006) verarbeitet bis zu 128bit am Stück. DAS nenne ich einen Prozessor!

 das kommt der Banalität meines Vergleiches mit GHz-Zahlen ungefähr gleich!!!  

Eine CPU profitiert von gröeßrere Bit-Breite wenn die Daten auch in größerer Bitbreite sinnvoll verarbeitet werden können.  Im Fall von 3D-GeometrieDaten und Farbbild-Daten macht das ja wohl augenscheinlich Sinn.  Wenn ein Prozessor mehrere Daten/Operationen pro Sekunde machen kann sagt das etwas über die Geschwindigkeit aus.  Das bool'sche Variablen nach wie vor ein Bit benötigen ist und durch die Anzahll danenbenstehender Nullen gemeinhin nicht positiv beeinflußt wird ist mir auch klar.  Das konditionierte Sprung-Befehle ebenso wenig von größerer Datenbreite profitiert, ist auch klar.

Das kontinuierliche Bearbeiten von Video-Streams und übersetzen in repräsentative Datenobjekte präsentieren ungemein von der Fähigkeiten Cell BE bzw. der Cell BE ist derzeit in dieser Disziplin unschlagbar.

Indirekt kann man noch behaupten, dass mehrbittige Verarbeitung für die Software auch einen größeren Adressraum für Speicher zur Verfügung stellt. Wobei es auch da andere Wege gibt. Zum Beispiel ESXi für 32bit Server...

Schlägst du jetzt einen SuperVisor für 8bit-Prozessoren vor?

Fakt ist aber: Wortbreite ist für manche Algorithmen irrelevant.  

Das ist korrekt, aber nicht für die hier dargestellte Aufgabenbeschreibung.

Daher wäre ich mit solchen Äußerungen vorsichtig:

Zitat

SpaceWarper schrieb am Heute um 10:38:
Ein Prozessor die nicht 32bit am Stück verarbeiten kann nehme ich nicht ernst. [...] Der Cell BE (2006) verarbeitet bis zu 128bit am Stück. DAS nenne ich einen Prozessor! Zwinkernd

 das kommt der Banalität meines Vergleiches mit GHz-Zahlen ungefähr gleich!!! Lächelnd

Ja wer kann denn ahnen daß der Cell BE ein Prozessor ist der mit über 3GHz betrieben wird, über 8 SPE-Cores verfügt, die mit extrem hoher Bandbreite untereinander verbunden sind und jeweils 256KB großen 'Local Store' statt einen Cache verfügen, eine RISC-Architecture mit 128×128bit-breiten Register besitzt und eine Fließkommaleistung, die vor nicht allzu langer Zeit kleinen Rechenzentren vorbehalten war und darüber hinaus zwei beachtliche Power-PC-Cores mit sepearaten 2nd-Lvl-Cache.  Man könnte ja denken daß ein 128bit-Prozessor an sonsten eine extra schwache Architektur aufweist, damit er sich in seiner Leistung nicht zu sehr von einen 8-Bitter unterscheidet.

Wenn ich von echtzeitfähiger Datenverarbeitung und komplexer AI spreche dann ist der Einwurf "8-Bit-Prozessoren können jedes numerische Problem lösen" irgendwie aus ganz schräger Richtung.  Das Beispiel daß du bereits den A*-Algorhytmus und ein Comm-Protokoll auf einen 8-Bitter implementiert hast und gleichzeitig  hast laufen lassen als Argument gegen meine Empfehlung der Hardware-Ausstattung heranzieht gehört in die gleiche Schublade.   Dann erkläre ich meinen persönlichen Standpunkt, daß Prozessoren die keine 32Bit am Stück verarbeiten können in der Entwiclung völlig überholt sind und gebe einen Fingerzeig auf eine moderne Architektur mit seiner imposanten Datengröße, worauf du ..  oder der 8Bit-HyperVisor!  Virtuelle Maschinen auf einen 8Bit-Prozessor?!?  Man macht das auf großen Maschinen um deren große Rechenleistung besser handhaben zu können und verteilt sie so auf mehrer virtuelle Server.   Ich weiß nicht [ch9472] woran liegt es?

Ich bin ja der Meinung das solche tiefgründigen Diskusionen hier nich reingehören! Schließlich geht es hier um ein eine hochinteressante Marssonde und nicht darum ob ein 8-Bit Prozessor ein Auto steuern kann!

Meine Frage ist, wie lange man (rein theoretisch) den Rover betreiben könnte? Ich meine irgenwann sind ja mal seine RTGs erschöpft.

Och wenn das RTG so lange wie das von Voyager 2 hält, läuft es auf Jahrzehnte hinaus. Man erwartet, dass Voyager 2 bis 2025 noch senden soll, also nahezu 50 Jahre seit Startbeginn im Jahre 1977.

Bleibt die Frage, wie weit man in 50 Jahren theoretisch fahren kann. Ich denke mal so 250km sollten auf jeden Fall drin sein.

....
Bleibt die Frage, wie weit man in 50 Jahren theoretisch fahren kann. Ich denke mal so 250km sollten auf jeden Fall drin sein.

50 Jahre? Da gibt´s dann ´ne Menge Fragen. Z.B.: Wie lange halten die Radlager des MSL Rover unter Marsbedingungen?

Gruß   Thomas

Ich stimme zu das Thema nicht weiter zu vertiefen.  Ich wollte jedoch die Argumente gegen meinen Hardware-Ausstattungsvorschlag ausgeräumt wissen.  Wenn man dem MSL wie beschrieben eine derart üppige Hardware installiert, wird der Rover eine wesentlich größere Anzahl an wissenschaftlichen Daten liefern, weil er zielstrebig und sicher durch das Gelände navigieren kann und aufgrund seiner ständigen Daten-Analyse eher in der Lage ist, ungewöhnliche Objekte zu entdecken und eigenständig interessante Objekte näher zu inspizieren. Wenn diese Daten die Erde erreichen könnte der Rover bereits 45min weitergefahren sein und muß ggf zurückgeschickt werden um ein Objekt noch genauer zu inspizieren.

In dem Falle wäre es nützlich, wenn der MSL seinen Weg auf '40min-Strecken' "falten" würde, so daß die Abschnitte einen 60°-Winkel bilden.  Wenn der Rover zwei Längen zurückgelegt hat und den Befehl erhält, zu einen vor 80min bereits besuchten Ort zurückzukehren, ist der direkte Weg nur 45min lang und noch nicht befahren.   Erläuterung:  Wenn die Wegabschnitte ein regelmäßiges Zick-Zack-Muster ergeben und der Rover an einer 'Ecke' etwas interessantes gefundne hat und die betreffenden Daten zur Erde funkt, dauert es mehr als 90min bis der Rover den Auftrag erhält, zum Fundort zurückzukehren.  In dieser Zeit hat der Rover durchschnittlich 2 weitere Wegabschnitte zurückgelegt und ist dann auf Luftlinie ca einen Wegabschnitt von dem Fundort entfernt. Der Rover schafft so nur absolut die Hälfte der möglichen Distanz zurückzulegen, aber der Weg ist nahezu vollständig 'Neuland'.  Weil der Rover aber flink wäre, müßte man weniger befürchten,  einen besonders interessanten Ort nicht zu erreichen.

Wenn man dem MSL wie beschrieben eine derart üppige Hardware installiert, wird der Rover

Nach 20 Metern keine Energie mehr haben... Ein Cell_prozessor bzw einer in der von Dir vorgeschlagenen Leistungsregion alleine verbraucht 80 Watt! Dazu die wissenschaftlichen Instrumente, der Motor, die Kameras, Mainboards, Kommunikation...

Hallo,

noch einmal zurück zur möglichen Lebensdauer des Rovers...

Um sagen zu können, wie lange das MSL maximal betrieben werden könnte, müsste man eigentlich die Menge des Plutonium-238 kennen, mit dem der RTG bestückt wird und wie viel Energie für den Betrieb des Rovers benötigt werden.

Als kurze Erklärung jetzt einmal ein Sprung zur Pluto-Mission New Horizons. Diese Sonde verfügt ebenfalls über einen RTG als Energiequelle. Beim Start war dieser RTG mit weniger als den ursprünglich geplanten 11 Kilogramm Plutonium-238 bestückt. Damit konnten dann aber bei Missionsstart immer noch ca. 240 Watt Energie generiert werden. Bei der Ankunft bei Pluto werden es noch 200 Watt sein. Die Sonde und alle aktivierten Instrumente benötigen zusammen aber nur 182 Watt. Bei einer durch den natürlichen Zerfall des Plutoniums bedingten jährlichen Verlustrate von ca. 3,5 Watt kann die Sonde also noch bis ca. 2020 voll weiterbetrieben werden.
Genaueres dazu steht auf den Seiten von Bernd Leitenberger.

Auf jeden Fall steht bei Wikipedia, dass der RTG des Mars Science Laboratorys ca. 110 Watt elektrische Energie für den Betrieb des Rovers und seiner Instrumente generieren soll.
Bernd Leitenberger spricht von 120 Watt und 2 KW Wärmeleistung.


Und beim JPL heißt es über dass MMRTG ( so die korrekte Bezeichnung der Energiequelle ), dass die Mindestlebensdauer 14 Jahre betragen soll.

Zitat :  "The MMRTG optimizes power levels over a minimum lifetime of 14 years."

Siehe :  http://mars.jpl.nasa.gov/msl/technology/tech_power.html

Ob und wieviel wissenschaftliche Arbeit dann aber noch möglich wäre, ist nicht erwähnt - also jetzt bitte nicht zu optimistisch werden!!!!


Aber wie bereits anfangs geschrieben...Ohne genaue Daten über die Menge des Plutoniums und die benötigte Energiemenge können wir wohl nur spekulieren.

Schöne Grüße aus Hamburg - Mirko