為什么玉兔號內存只有256MB？

相對于美國阿波羅11號制導計算機的不到4K運行內存，玉兔號的256M內存就已經是相當大了，然而，如今你想找個小于500M內存的手機，估計都要穿越回十年前了。

沒錯，出乎你的意料，很多先進的航天、航空設備的處理器在我們看來配置相當的低，而它們的價格卻高的讓你感到吃驚。例如，好奇號火星車上的RAD750處理器芯片，價格在30-40萬美元左右，而性能在如今看來不到現在普通手機CPU配置的幾百分之一。

很多人感到不理解，耗資上百億的航天項目，使用配置如此的低處理器能夠完成看似高大上的任務嗎？要知道，256M內存的手機在如今看來想玩個掃雷的游戲都會卡的。

內存越大越好嗎

如今市面上暢銷的應用電子產品，內存一般都設計的很大，主要是為了用戶使用時不會遇到系統卡死的情況。

像手機、平板、電腦這樣的操作系統，為了更加方便的與人交互，除了設計了大量的UI交互界面，還加入了很多動畫、聲音文件，這些文件都比較大。

同時，很多應用為了讓自己加載的更快，運行的更流暢，因此預加載了很多數據包以及插件，這些都會占用很多的內存，這也是目前安卓手機的通病：手機越用越卡，內存設計的必須足夠大。

而不同于應用電子領域，在工業控制領域一個看似很復雜的設計程序，看似動用了十幾萬行、幾百萬行的代碼，但實際上整個代碼文件很小。

只有涉及到一些微操作系統的程序，如uCOS-II系統、Linux操作系統相應的系統代碼量可能會大一些。

大多數工業機器人，操作代碼只有一些選擇性代碼和計算方法代碼，從而對傳感器傳遞來的數據進行計算，并按一定的規則將指令發送到相應端口，甚至有些不需要繪制圖像、涉及聲音輸出，因此整個程序不需要那么大。

航天工程的處理器為什么配置這么低？

事實上，航天工程的處理器不僅內存小，其運行頻率也小得多。

上面提到，阿波羅11號制導計算機的運行內存不到4K，并且其芯片運行速度只有0.43MHz，天宮一號的CPU主頻10Mhz，美國好奇號火星車上的CPU主頻也只有200Mhz。

那么，這些代表人類最先進技術的航天工程，所使用的處理器為什么配置這么低呢？

首先，信號頻率越高，越容易被干擾。宇宙中存在著各種高能射線、帶電粒子，這些射線可以穿透芯片，會對芯片內部的晶體管和電容等元氣件造成干擾，甚至導致高低電位翻轉，也就是我們俗稱的位翻轉。

即便是在我們生活的環境，我們的電子產品也會受宇宙射線的影響，低概率的出現位翻轉現象，這時候我們的電腦可能藍屏，也可能死機。對于電腦小白來說，解決這個問題最簡單的方法就是長按電源鍵，強制電腦重啟了。

到了太空環境，太空輻射相當的嚴重，同時沒有了大氣層的保護，芯片受到的影響的概率也就更大，這時候，我們總不能派一個人專門上去將設備重啟一下吧。

因此，對于航天設備，系統穩定的運行是第一位的，為防止宇宙中眾多的射線輻射干擾，一般航天設備會使用低頻信號，這樣可以有效減少太空輻射干擾產生的位翻轉。

當然，僅僅降低頻率不能徹底解決這種問題， 為了解決強輻射照射到芯片內部的電路，導致芯片內部部件物理性質發生改變。航天用的芯片都需要特殊的加固芯片，這是一項技術含量很高的工作，所以航天級的芯片都是天價。

其次，假如航天設備的計算機系統配置太高，那么其芯片功耗就會上升，這既增加了設備的供電系統負擔同時也帶來了系統散熱的問題。由于月球上沒有空氣的，因此不能像在地球上一樣通過風扇、散熱片進行散熱。

而低配的計算機系統可以起到降低功耗，從而降低系統發熱量，進而提高系統可靠性。

宇航級芯片更關注穩定性

就宇航級芯片來說，最關心的莫過于其穩定性了，關系到穩定性指標的，除了上面提到的、抗輻射能力和功耗大小等方面還有抗高溫/低溫能力、抗干擾能力。

月球由于沒有大氣，那里的溫度取決于太陽的光照，受光面和被光面溫差非常大，白天最高溫度為160℃，而到了夜間最低可達-180℃。玉兔號為了能在這個溫度范圍下繼續工作，所用芯片的耐溫閾值必須達到-180℃到160℃的范圍。

很多人會發現冬天出門用手機時會出現手機卡頓的情況，到了夏天放在車里的手機也會出現黑屏等現象。事實上，手機所用的芯片在大約-10°C以下或50°C以上就難以正常工作，當環境溫度低于-55℃或高于90℃時，大部分手機就會保護性關機，零下180度的環境下想用手機是不可能的。

月球上沒有空氣，很多元器件在真空環境會產生真空釋氣，即元器件的表面涂覆會不斷氣化、釋放，從而降低了對元器件的保護作用。

宇宙級的芯片到底能有多穩定？以NASA在1977年發射的旅行者1號為例，至今它已經飛行了221億公里，在太空中遨游了40多年，但是到現在還在往地球發送獲取的信息。

相對玉兔號的任務，256M內存足夠用

玉兔號探測器是我國發射的首輛月球探測車，主要是對月球的多個探測點進行科學探測，執行的任務相對簡單，如利用全景相機、測月雷達、紅外成像光譜儀、粒子激發X射線譜儀采集探測數據并傳回地球供科學家分析。

由此可見，不像我們玩的手機，玉兔號沒有沒有復雜的交互以及復雜的界面設計，更不需要在月球上玩游戲、看視頻。所有的命令都是提前設定好的，絕大多數情況下只需要其任務調度和控制算法就可以了。

另外，由于月球與地球的距離很遠，因此會有很大的通訊延遲，因此這些設備對于實時性的要求也不高。

總結

綜上所述，256M的內存對于玉兔號來說已經足夠用了，配置越高反而不利于其執行月球任務。玉兔號需要的不是超高的配置還是穩定而準確的運行，一句話：慢可以，但不能出錯。