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Die Sonnenflecken sind an (fast) allem schuld:

Das Soft-Fail-Syndrom

15.08.1980

BOULDER/COLORADO (cw) - Die größten, jemals registrierten Sonnenflecken sind nach Ansicht amerikanischer Wissenschaftler in Boulder, Colorado, schuld an zunehmenden Defekten in integrierten Schaltungen und an Unterbrechungen des weltweiten Datenverkehrs.

Mit der Annäherung an das zu erwartende Sonnenfleckenmaximum, das dieses Mal besonders intensiv zu werden droht, rechnen die Astrophysiker und Meteorologen, aber auch die Nachrichteningenieure und Computerfachleute mit gewaltigen Schauern von Korpuskularstrahlen (Elektronen und Alphateilchen), wenn die zu erwartenden Sonnenfleckengruppen den Zentralmeridian der Sonne passieren. Von diesen Teilchen weiß man, daß sie gelegentlich den Wert eines gespeicherten Bits umkehren können. Das solare Trommelfeuer an energiereichen Teilchen kann also durchaus zu einer höheren Fehlerrate führen, obwohl die Diagnostikhilfen gar keinen Fehler anzeigen werden. Sonnenflecken haben eine Periode von im Mittel 11,2 Jahren. Die gegenwärtige Periode gehäuften Auftretens begann 1976 und wird nach Ansicht von Joe Hirman, Chefprognostiker am Space Environment Service Center der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) noch in diesem Jahr das Maximum erreichen.

Die schlimmsten Auswirkungen der Sonnenflecken und Sonnen-Eruptionen treten aber erst zwei oder drei Jahre nach einem Sonnenfleckenmaximum auf, betonte Hirman unlängst in einem Interview. Das bedeutet eine ständige Zunahme von Fehlern bei der Datenverarbeitung, die sich weder durch Hardware- noch durch Softwarefehler erklären lassen, im Verlauf einer Periode, die bereits begonnen hat und sich bis 1983 hinziehen kann.

Logikschaltungen spielen verrückt

Zur Nachtzeit können die Speicher- und Logikschaltungen von DV-Benutzern in Alaska, Kanada und Nordnorwegen anfangen, "verrückt zu spielen", wenn die Strahlung Nordlichter in überdurchschnittlicher Zahl und Intensität anregt. Im Bereich von Freileitungen können die in die Atmosphäre eindringenden Elektronenschauer ein Magnetfeld um die Leitungen herum aufbauen, was zu beträchtlichen Überspannungen führen kann. Diese können sich in Fernmeldeleitungen stark auswirken, wenn diese neben der Starkstromleitung verlaufen.

Die "soft fails", Bitumkehrungen durch kosmische Partikel, die einen Speicherchip treffen, sind natürlich in großen Höhen häufiger, in denen die "dünne" Luft das Bombardement der Partikel kaum behindert und eine wirksame Abschirmung nur schwer zu erreichen ist.

Nach neuesten Untersuchungen erfährt ein dynamischer 64-K-RAM-Chip in Meereshöhe im Mittel sieben "soft fails" je Million Betriebsstunden. Bei Ladungstransportspeichern (CCD) sind die Fehlerraten allerdings viel höher. So wurden in Meereshöhe bei 64-K-CCD-Chips 600, bei 256-K-CCD-Chips 3000 Fehler registriert.

In einer Höhe von etwa 29 000 Fuß (9600 Meter), in der sich der internationale Flugverkehr abspielt, fanden die Wissenschaftler viel größere Fehlerhäufigkeiten bei den drei Chip-Arten als etwa bei dem Eclipse Rechner der Data General Corporation, der bei der NOAA in Boulder in einer Höhe von etwa 2900 Metern installiert ist.

Das Space Environment Center der NOAA arbeitet bei der Überwachung der Sonnenaktivität mit der U.S. Air Force zusammen, sagte Hirman. Der Eclipse-Rechner ist mit einem anderen Rechner in Anchorage, Alaska und mit dem Computerkomplex des Strategic Air Command in Omaha, Nebraska, verbunden. Diese Dienststelle interessiert sich für die Auswirkung der solar-terrestrischen Erscheinungen auf die Ausrüstungen der Luftstreitkräfte, während die NOAA Prognosen für die zivilen Installationen liefert. Unterstützt werden diese Überwachungsaktivitäten durch die drei Geo-Stationary Operational and Environmental Satellites (GOES), die im vergangenen Jahr in Betrieb genommen wurden.

Der Aufbau des Space Environment Services Center wurde von der NASA beschleunigt, die Anlaß hatte, um die Sicherheit der Astronauten besorgt zu sein. Vorläufig wird die NOAA die Konstrukteure von Satelliten und der Raumfähre über Maßnahmen zum Schutz der Astronauten vor solarer Korpuskularstrahlung außerhalb der Erdatmosphäre beraten.

Der zu erwartende Strahlungssturm kann den für den Datenverkehr eingesetzten Nachrichtensatelliten schwerwiegende Schäden zufügen, bemerkte Hirman. Dagegen werden die seitlich des Einfallswinkels der Strahlung im Dezimeter-, Zentimeter- und Millimeterbereich arbeitenden Stationen ungeschoren davonkommen.

Das letzte Sonnenfleckenmaximum war 1969. Damals steckte der weltweite Datenverkehr noch in den Kinderschuhen, so daß die meisten heutigen Benutzer von Datenübertragungssystemen noch keine Erfahrungen sammeln konnten.

Sie werden in Kürze Gelegenheit dazu bekommen.

Brad Schultz, Computerworld, 7. Juli 1980, bearbeitet von H. J. Hoelzgen, Böblingen