只带手机穿越回「阿波罗计划」时期,你能成功执行登月任务吗?

硬件

07-06 10:47

本文来自 36 氪 编译团队「神译局」,译者小兵手,爱范儿经授权发布。

人类登月时,阿波罗 11 号飞船装有计算机。现在的手机光是运行内存就是当时计算机的 100 万倍还要多。如果给飞船配上今天的计算机,对于完成登月任务会有怎样的帮助?我们今天就来讨论一下。本文编译自 the conversation 原题为「Would your mobile phone be powerful enough to get you to the moon?」的文章。

1969 年人类首次登上月球。年长的人应该记得,阿姆斯特朗登球时曾说:「这是我个人的一小步,但却是人类的一大步。」半个世纪过去了,登月仍然是人类最高的成就之一。不过自 1972 年之后,科技进步虽然神速,但人类再也没有返回过月球。

想想真是有点奇怪。我们经常说现在手机的计算力比当时阿波罗 11 装备的计算机还要强大,真是这样吗?到底强多少?

当年阿波罗 11 安装的计算机叫作阿波罗导航计算机(Apollo Guidance Computer,AGC)。AGC 有一个内存库,不过容量很少,只能存储 2000 个单词,主要用来存储临时结果,一旦断电数据就会丢失。我们管这种内存叫作 RAM(Random Access Memory,随机存储内存)。每个单词由 16 bits 组成,换言之,阿波罗计算机的 RAM 内存容量是 32768 bits。AGC 还有 72KB ROM,相当于 589,824 bits。如果想存储一个字符(比如 a 或者 b),一般需要 8 bits。虽然阿波罗 11 计算机拥有 32,768 bits 的 RAM,但是连本篇文章都存不下。

简单解释一下,RAM(random access memory)即随机存储内存,这种存储器在断电时将丢失其存储内容,故主要用于存储短时间使用的程序。ROM(Read-Only Memory)即只读内存,是一种只能读出事先所存数据的半导体存储器。

现在你应该知道今天的手机比 AGC 强多少吧?

内存与处理

现在的手机一般配有 4GB 运行内存,也就是 34,359,738,368 bits,相当于阿波罗 AGC 内存的 100 万倍还要多(具体应该是 1,048,576 倍)。iPhone 的机身内存(ROM)容量最高可达 512GB,也就是 4,398,046,511,104 bits,比 AGC 多了近 700 万倍。

除了内存,其它组件也很重要。阿波罗 11 计算机只有一个处理器,频率 0.943MHz,对外部数据进行处理。最新的 iPhone 处理器频率约为 2490MHz。稍微计算一下就能知道,与 50 年前的 AGC 相比,iPhone 处理器的计算力高出 10 万倍。

计算器

将阿波罗 11 计算机拿来也今天的手机相比,也许有点勉强,如果与一般计算器对比呢?德仪是世界知名计算器生产商之一。1998 年,它推出 TI-73,2014 年推出 TI-84。

看看下面这张表格,我们能知道两种计算机器的规格:

如果我们将两款计算器与阿波罗 AGC 对比,不难知道 TI-73 的 ROM 容量稍微小一些,但是 RAM 却是 AGC 的 9 倍。

至于处理速度,TI-73 大约比阿波罗计算机快 140 倍,TI-84 快 350 倍。

不要忘了,TI-73 和 TI-84 只是很简单的计算器,居然比登月计算机还要强大,真是难以置信。

如果给阿波罗 11 配上现代计算机

放在 1972 年,阿波罗计算机的确是最先进的,如果给阿波罗 11 飞船装备现代计算机,会有怎样的不同呢?

首先,软件开发时间会大大缩短,编写软件、寻找漏洞、测试复杂代码的速度加快。其次,操作会更加简单。放在当年,用户界面有点像计算器,需要输入数字代码才能执行。今天的用户界面更简单。操作不需要键盘,用触摸屏就行了。当然也可能用不了,因为宇航员要戴上手套操作,触摸屏可能不方便,没关系,可以通过手势、眼球追踪技术或者其它直观界面来完成。

▲ 这就是 AGC

可惜,有一个问题直到今天还没有找到更好的解决方案:用更快的速度与地球通信。今天月球与地球通信所用的时间与 1969 年是一样的,毕竟光速已经固定,从月球将信息传到地球要 1.26 秒。现在我们需要传输容量更大的文件,所以将图像发回地球需要的时间比 1969 年更长。由于相机技术有了很大进步,今天我们看到的图像会漂亮很多。

因为计算机技术的发展,最大的变化可能来自 AI。当然,飞船着陆时不会将工作全部交给计算机,不过与 1969 年的阿波罗计算机相比,今天的计算机肯定能承担更多责任,它可以提供更多信息和智力,帮助人类做更多决定,这样就能减轻宇航员的负担。

无论怎样,1969 年的计算机如此弱小,人类居然可以用它执行登月任务,真是了不起的成就。

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