25億美元好奇號配備：15年前的電腦、17個200萬畫素相機

本周一(8/6) NASA 的好奇號(Curiosity)順利登陸火星，引起許多人的興趣，除了有想知道有沒拍到火星人之外，也對好奇號的硬體充滿了好奇。雖然花上25億美元預算，但好奇號確使用上一個世紀的 IBM PowerPC 750 等級處理器，以及17台200萬畫素相機....

花上25億美元打造的好奇號火星車，想必使用的硬體都是最頂級的吧！但接下來的答案恐怕會讓人感到訝異，好奇號所搭載的電腦硬體中，代號「RAD750」的單板電腦(single-board computer，SBC)，其實架構是以「IBM PowerPC 750」這顆處理器為基礎、也就是 1998 年搭載在 Apple iMac G3 上面的那顆(PowerBook G3、Power Macintosh G3 也用過這顆，早在1977年發表的處理器)。雖然是以10多年前的處理器為基礎，但這顆經典的處理器到現在還廣泛流傳於世面，例如 Honda Asimo 機器人、BMW 的 iDrive 汽車系統、以及 Apple 的 Airport Extreme 無線基地台。

當初50多年前，1969年載著阿姆斯壯成功登月的阿波羅11號太空船，裡頭的電腦等級約莫是現在一台電子計算機的運算程度而已，所以這故事告訴我們重點是不是硬體有多快，還是把程式寫好比較重要。順帶一提，好奇號的軟體是採用 VxWorks 嵌入式系統，這套系統已有27年歷史，是由 Wind River Systems 開發，該公司設計的嵌入式系統也用在許多地方，例如 BMW 的 iDrive 系統(BMW 車主再次歡呼)、或是阿帕契戰鬥直升機中。先前的三台火星車也都是採用 VxWorks 系統。

好奇號的相機計劃專案負責人 Mike Ravine 解釋，這牽扯於傳輸技術、資料量、以及耐用性等多種因素。

 首先在無線傳輸上，比起現在地球上使用的各式高速無線傳輸技術，遠在火星上的好奇號，只能使用老式的 UHF 超高頻無線電傳輸。例如現在手機3G每個月要傳輸5GB的資料量簡直輕而易舉，但好奇號每天只能傳輸 31.25MB 的數據、1個月連 1GB 的量都達不到。

好奇號設計將提供2年以上的探索任務，因此200萬畫素可滿足拍攝需求、也能節省空間，好奇號上的17個鏡頭，每天可提供250MB的數據，再透過環繞火星的2顆衛星將 UHF 訊號傳回地球。如此就知道 NASA 會採用低畫素的相機不是沒有理由。好奇號拍攝的200萬畫素影像，會先儲存在內建8GB記憶體中，並以縮圖傳回地球，當 NASA 有需要高解析度圖片時，才會回頭下載200萬畫素原圖。

使用這款200萬畫素相機，其實也考量到相機感光元件的可靠性，NASA 在好奇號4種不同類型相機中，皆採用 Kodak 的 Kai-2020 感光元件作為共同的平台，是因為他們認為這是款很容易驅動的 CCD 感光元件。Mike Ravine 解釋雖然現今手機以大量搭載低功耗的 CMOS 感光元件，但 CMOS 感光元件在8年前是並不可靠的(好奇號的研發計劃使於2004年)，因此不能以現在的眼光來看2004年的產品。再來200萬畫素也能讓電腦系統足夠應付這麼多的相機拍攝畫面，如果都用太高解析度的感光元件，可能會導致系統癱瘓。