来自太阳的伽马射线真的会时不时地翻转计算机中的比特吗？

Question

可能是重复问题：
宇宙射线：它们影响程序的概率有多大？

这只是一种玩笑式的表达还是真的存在，如果确实存在，我们在软件方面应该采取什么预防措施（或者这些预防措施只适用于硬件）？

- WinMain

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可能会被关闭，但是：http://blog.ksplice.com/2010/06/attack-of-the-cosmic-rays/（注：该网址指向一篇英文博客文章，讨论了宇宙射线对计算机系统的影响。） - wkl

为了让这个问题更好，你也可以问：“如果是这样，我们在软件方面应该采取什么预防措施？”（好吧，算了 - 这实际上是一个重复的问题） - Jon B

复制自https://dev59.com/1nE85IYBdhLWcg3w2HXs - skaffman

@WinMain：那个软件会在哪里运行？它是否包括在太空计算机上运行的软件？ - Peter Mortensen

宇宙射线！=伽马射线。两者甚至一点都不相似。 - Slater Victoroff

Answer 1

我找到了这篇论文，它声称你的RAM会在大约1.3*10^-12 /位/小时的速率下受到“大气中中子”（又称：宇宙射线）的位改变。

Berke Durak的一篇文章利用这个数据计算出，在地球海平面上，如果你使用非错误纠正内存（非ECC），那么你在72小时内拥有4GB内存中至少出现一个位错误的概率超过95%。当然，如果采用ECC，则他认为您需要等待2.7百万年，才会以96％的概率发生不可纠正的位错误。

- T.E.D.

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大气中的中子与宇宙射线不同。宇宙射线是高能带电粒子（主要是质子）。大气中的中子是这些粒子撞击大气层的一些间接后果（我很想知道从质子或氦核产生中子的机制是什么）。你挖掘出来的文章很有趣。 - Peter Mortensen

Answer 2

阿尔法粒子会导致单点故障，而不是伽马射线。

- Russell Borogove

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好的，这是我们在服务器中支付 ECC 费用的原因之一。 - Paul McMillan

根据该来源，这些阿尔法粒子来自集成电路的包装材料。那么对于OP的问题，答案不是吗？ - Peter Mortensen

http://lambda-diode.com/opinion/ecc-memory-2 还有很多好的信息和研究链接。关于到底是什么样的宇宙辐射会引起问题：来自太空的阿尔法粒子无法穿透计算机的外壳（甚至可以被一张纸挡住），但中子可以并且确实会穿透。但芯片中放射性污染物质释放的阿尔法粒子比来自太空的中子引起更多的位翻转，这就是为什么一些DIMM比其他DIMM更容易出现这些错误的原因（它们不幸地拥有更多的放射性污染物质）。 - zwol

@Peter - 在集成电路早期，我认为某些陶瓷封装会产生自己的阿尔法粒子（微量不稳定的稀土元素？），但现在大气宇宙射线是问题所在。我想太阳并不是大多数高能阿尔法粒子的来源；我记错了。http://en.wikipedia.org/wiki/Cosmic_rays - Russell Borogove

@WinMain 有许多软件技术可以量化和消除软错误，请参阅我的调研论文https://www.academia.edu/12046032/A_Survey_of_Techniques_for_Modeling_and_Improving_Reliability_of_Computing_Systems - user984260

@PaulMcMillan，“ECC”代表什么？这是标准吗？ - lucaswxp

Answer 3

来自太空的伽马射线无法穿过大气层，这就是为什么需要使用卫星进行伽马射线天文学研究的原因。你可能在想宇宙射线——高能带电粒子，而不是光子——是的，由于它们与半导体中的原子相互作用时可能发生的电离作用，它们可以引起位翻转和其他类似效应。

- Jim Lewis

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其实，我之前不知道Gamma射线和宇宙射线的区别。谢谢你的澄清。 - WinMain

谢谢你指出它们之间的区别，但是我仍然很遗憾看到你对两者之间的解释不够充分。光子是粒子，其效应与电离和宇宙射线通常是带电粒子的质子无关，但这与成为宇宙射线无关，并且相互作用比整个原子水平低，而宇宙射线只在与大气层顶部碰撞时存在，我们只会在这里遇到子粒子簇，以及其他无数的事情，但还是要感谢你。 - Slater Victoroff