消費電子產(chǎn)品的經(jīng)濟性正在推動越來越小的半導體特征尺寸，也稱為“節(jié)點”。節(jié)點尺寸決定了晶體管的最小柵極寬度。最新的節(jié)點是14納米 - 只有氫原子大小的140倍！在這個尺寸下，只有一百個左右的電子區(qū)分1和0。對于嵌入式系統(tǒng)來說，向更小節(jié)點的邁進早就應該結束了。不幸的是，嵌入式系統(tǒng)工程師很少或根本無法控制生產(chǎn)中的節(jié)點。

通過將蘋果電腦與約翰迪爾進行比較來說明這一點。去年，蘋果的收入為2270億美元，約翰迪爾的收入“只有”350億美元?？紤]到約翰迪爾生產(chǎn)的所有出色的拖拉機和機械，以及它們對我們的食物供應的重要性，這里有問題嗎？哪家公司應該推動嵌入式系統(tǒng)和物聯(lián)網(wǎng)功能尺寸？

主要關切的是來自外層空間的宇宙射線源源不斷。當它們與我們大氣中的原子碰撞時，它們會產(chǎn)生連續(xù)的高能中子背景。由于中子不帶電，它們很容易穿過建筑物，車輛和外殼等屏障，但偶爾會與晶體管中的硅原子碰撞。當這種情況發(fā)生時，一陣帶電粒子被釋放出來，可能導致“位翻轉”，將1轉換為0，反之亦然。結果是數(shù)據(jù)，指針或指令可能會發(fā)生重大變化，從而導致設備故障或故障，例如“意外加速度”。

宇宙射線的起源尚不清楚。它們被認為來自超新星和過去的類似災難性事件。毫無疑問，在我們的銀河系中，宇宙射線的密度更大，可能更有活力。如果地球進入這樣一個區(qū)域，由此產(chǎn)生的宇宙射線暴可能會持續(xù)數(shù)天，數(shù)周，數(shù)年，甚至數(shù)十年。它可以產(chǎn)生更大的中子通量，可能更容易穿透大氣層。我們的網(wǎng)絡空間數(shù)據(jù)存儲云可以移動到地下或厚厚的混凝土板下。未來十年，全球安裝的數(shù)十億臺暴露的物聯(lián)網(wǎng)設備又如何呢？他們如何得到保護？

即使宇宙射線暴從未實現(xiàn)，我們也有問題。部署物聯(lián)網(wǎng)將顯著增加中子目標。大量設備將安裝在中子通量更大的高海拔和緯度上。穩(wěn)步向較低節(jié)點邁進將增加半導體的脆弱性。更糟糕的是，我們目前安全的部分基礎設施將被轉移到目標區(qū)域。災難肯定會接踵而至。我們不應對這一威脅沾沾自喜， 而應自滿。我們的智能手機，平板電腦和筆記本電腦已經(jīng)比我們意識到的更多地成為高能中子的受害者?，F(xiàn)在是時候關注這個問題了，在部署大量設備之前。

我將如何進行此討論？好吧，我們可以做一些事情來減少物聯(lián)網(wǎng)未來對高能中子的脆弱性：

繼續(xù)使用當前的半導體節(jié)點，甚至回到物聯(lián)網(wǎng)設備的更大節(jié)點。物聯(lián)網(wǎng)將產(chǎn)生足夠的半導體銷售，以打破目前對消費電子產(chǎn)品的經(jīng)濟依賴。

以“低成本”抵制豐富硬件資源的警笛聲。它把我們引向臃腫的軟件，這大大增加了中子目標。使用“適當大小”的軟件。

開始測量設備的中子電阻。從長遠來看，這與成本和功耗一樣重要，應該成為同一等式的一部分。

使軟件更具故障感知能力和自我修復能力。這也有助于提高惡意軟件和錯誤抵抗力。

將非必要功能遷移到智能手機、平板電腦和云中，在這些環(huán)境中，故障更容易忍受。

審核編輯：郭婷