科学频道分析《超级玛利欧64》上古Bug出现原因 都是宇宙射线搞的鬼?
当电脑时好时坏
一般来说玩家直觉反应并不会想到是“宇宙射线”在作怪
但其实系统本身异常、硬件故障等状况都排除,还是找不到问题的话
就有机会是来自外太空的射线在搞鬼。
近期就有人分析《超级玛利欧64》的上古级 Bug 会出现
可能跟宇宙射线有关。
Youtuber“Veritasium”最近分享一段影片,仔细分析宇宙射线会带来的技术问题。
其中美国太空总署喷气推进实验室的辐射效应工程师 Leif Scheick 博士
就证实这个射线确实可能影响地球上的电子设备,造成当机等问题。
https://youtu.be/AaZ_RSt0KP8
没想到不只会让电脑当机,竟然还成了《超级玛利欧64》发生神奇 Bug 的推手?
回到 2013 年,
Speedrun 玩家“DOTA_Teabag”在挑战《超级玛利欧64》的“Tick Tock Clock”关卡
意外让玛利欧像装了弹簧似的,飞到地图上层。
离奇的事件让人争相复刻,甚至有人悬赏 1,000 美元给能够重现 Bug 的玩家
结果没人办到,让疑惑悬而未解 6 年。
《超级玛利欧64》离奇 Bug 片段
https://youtu.be/bhBf5crp0i8
6 年之后,当初提供悬赏奖金的玩家,将玛利欧的垂直位置座标参数,透过“位元翻转”
(bit flip) 从 1 调整到 0,结果顺利再现 2013 年的 Bug。这样的操作手法,或许就
能牵扯出“宇宙射线”的影响。
Intel 在 1978 年也曾经遭遇过类似的自发性位元翻转问题。因为当时半导体制造厂就设
立在美国犹他州绿河镇“铀矿采集场”的下游,让他们发现旗下的 16KB DRAM 陶瓷外壳
的部分暴露在辐射之下。
这系列的 Intel DRAM 就是透过 1 和 0 的二进位制进行编码,而编码本身则是由“半导
体阱”内所储存的电子存在与否来决定的。他们发现了 DRAM 的外壳上只要出现了微量的
铀和钍,就会因为 α 粒子进入了芯片内部而造成位翻转的现象,而同样的粒子也存在于
宇宙射线当中。这些粒子会直接穿过硅,产生“电子电洞对”(electron hole pairs)
的现象,并解放电荷载体,在半导体阱中造成电子的堆积,进而导致位元参数从 1 转换
到 0。这个现象被称为“单粒子翻转”(Single Event Upset,SEU)。
经过后续测试,显示暴露在“α 粒子”之下与“单粒子翻转”现象确实存在着直接的关
联。在那之后,半导体制造流程也特别对此应对,借此防止陶瓷外壳影响到芯片的功能。
制程改变意味着现代电脑芯片不太可能因为外壳暴露到辐射而产生“单粒子翻转”的现象
,但即使机率微乎其微,宇宙射线仍然有机会能够与电子设备产生一些出乎意料的互动。
加上半导体芯片的尺寸近年来有越缩越小趋势,大幅提高芯片因为“α 粒子”造成位元
翻转现象的可能性。
简单来说,或许就是因为宇宙射线让 DOTA_Teabag 当初操作的设备产生单粒子翻转,致
使位元参数从 1 转换到 0,才触发《超级玛利欧64》游玩过程中的离奇画面。
“单粒子翻转”不只会影响个人电脑,也会让飞机的自动驾驶模式出问题。一架于 2008
年从新加坡飞往澳洲珀斯就曾遭遇过此象,导致高度讯息出现错误,让飞机快速俯冲。
在 20 秒内下坠 200 公尺,乘客因此被抛飞座椅,导致多人受伤。此后所有飞机、火箭
以及太空探测器的芯片都加入针对“单粒子翻转”现象的保护措施。
即使许多航太相关科技近年来都针对宇宙射线添加层层保护,但一般民众使用的电脑等设
备还是有可能受到这个天文现象的影响。
原文:https://game.udn.com/game/story/122089/5753656