飛機、坦克、軍艦上用的電腦相比普通電腦有什麼差別?

戰鬥機解說家


飛機、坦克、軍艦上用的電腦相比普通電腦有什麼差別?大家好,歡迎關注兵器知識譜,今天我們來探討一個關於軍用計算機的科技話題。現代武器裝備總少不了計算機控制系統,比如集現代黑科技於一身的隱身戰鬥機,由於人工智能的運用,載機成員已經從重型三代機的兩人減為一人了;還有現代主戰坦克,由於超強的計算機信息處理技術和自動化技術的運用,操作人員已經從以前老式坦克的4人組減到3人;當然也少不了那些長航時無人偵察機、察打一體無人機等等高科技裝備。那麼功能如此強大的軍事裝備計算機與普通民用計算機的差別在哪裡呢?最大的差別就是代差!下圖為俄軍的軍用筆記本電腦,他的重量跟民用臺式機差不多。

性能上的差別

這裡所說的代差並不是說民用計算機與軍事裝備計算機有代差,事實恰恰相反,是軍事裝備計算機與民用計算機有代差,說白了就是軍事裝備計算機性能遠遠落後於普通民用計算機,這是為什麼呢?我們都知道,高科技軍事裝備的研發是一個很漫長的過程,比如國產四代機殲-20從研發到量產用了整整十年,1997年開始立項,2011年首飛、2014年定型,2017年量產服役。在這個過程中有一個非常重要的環節,那就是“定型”,技術裝備的定型即表示各指標已經達到設計要求,今後生產工作就完全按照定型以後的數據去開展,因此定型即意味著“技術凍結”,所有硬件設施和軟件都不再允許做任何修改,包括計算機系統。殲-20從定型到量產用了3年時間,這3年時間計算機民用領域已經發生多次技術更迭,比如蘋果手機已經從2014年的蘋果6更迭到2017年的蘋果8,整整三代。而假設殲-20在2014年定型定型時使用的計算機CPU是Intel Core i7 980X Extreme至尊版高端六核十二線程處理器,那麼三年後的Intel計算機CPU已經更迭到Intel Core i9-7980XE了。下圖為先進的美軍空軍F-22“猛禽”戰鬥機,它的計算機控制系統所使用的CPU大概為1993年Intel586這種水平。

更新速度的差別

其他裝備諸如坦克和軍艦也同理,只有進行武器裝備升級時才會再將已經落後的計算機進行更新,然後武器裝備的升級並不像民用計算機那樣換個顯卡或者CPU那樣拔出舊東西插入新東西就完事,而是先要系統設計,測試兼容性,修改控制軟件程序,更換硬件等等,這一套流程下來一兩年又過去了,如果待升級裝備數量十分龐大的話,三五年能完成整個系列的武器裝備系統升級也是很正常的事,三五年的時間裡民用領域早就更迭了不知多少代了。因此,軍用計算機是比民用計算機落後的。但是這只是技術上的差別,如果比較質量上的差別,那民用計算機可就沒法跟軍用計算機相比了。下圖為德國陸軍裝備的豹2A6主戰坦克,豹2A6主戰坦克曾外銷多國達幾百輛,這些坦克一旦需要技術升級那將是一個龐大的工程。

用途上的差別

無論是軍隊筆記本電腦還是軍事裝備上使用的電腦都強調堅固。因為軍隊不像民間那樣擁有舒適的辦公環境,軍隊是國家的武裝力量,是要打仗的,所以軍用電腦要特別耐操,要求能在各種不同的惡劣環境條件下平穩運行,以確保武器裝備能正常發揮戰鬥力。比如主戰坦克,現代主戰坦克能在2000米的距離上準確捕獲目標並用火炮實施精確打擊的原因就在於坦克裡強大的計算機處理系統(火控系統),我軍裝備的99A主戰坦克使用的計算機處理系統為獵-殲火控系統,“獵”的意思就是戰場態勢感知和情報分享,“殲”的意思就是在計算機控制系統的處理下計算出打擊目標的相關參數,根據處理的參數調整火炮達到準確命中的目的。夏天時坦克內溫度很高,坦克手往往能從靴子裡倒出一股子汗水,而到了冬天坦克內部就像一個冰窟,最關鍵的是坦克為了達到殲敵目的,經常在路況非常惡劣的地形上馳騁,在這種環境下普通民用計算機是不能正常工作的,我敢說就連工業計算機也不能!下圖為高度信息化和自動化的豹2A6主戰坦克內部,大量人工工作被強大的計算機控制系統分擔了。

標準上的差別

因此國家頒佈了各領域的計算機標準:我國有國家標準(民標)、行業標準(民標)、國家軍用標準(國軍標)、行業軍用標準(國軍標)。計算機沒有地方標準。到目前為止,我國的國家標準雖有計算機規範,但它只是針對室內使用的普通計算機制定的標準;行業標準和行業軍用標準都沒有制定專門的強固機標準;只有國家軍用標準針對強固需求制定了標準。在國家軍用標準中,不僅有計算機標準,而且還有配套的外圍設備標準。這些國家軍用標準都含有強固的要求。具有強固要求的計算機和外設國家軍用標準如下:GJB 322A-1998《軍用計算機通用規範》;GJB 925-1990《串行擊打式軍用打印機通用規範》;GJB 926A-1999《軍用計算機用陰極射線管顯視設備通用規範》;GJB 928-1990《軍用軟磁盤機通用規範》;GJB 1316-1991《軍用溫式磁盤機通用規範》;GJB 1901A-2003《軍用巨型計算機通用規範》;GJB 1945-1994《軍用計算機鍵盤通用規範》;GJB 2023-94《飛控計算機通用規範》;GJB 3221-98《機載大氣數據計算機通用規範》。下圖為高度信息化的殲-20地面訓練倉。

投入上的差別

軍用計算機是現代武器裝備的靈魂,只強調為打贏戰爭服務,因此在技術上是無法趕上民用計算機也是可以理解的。民用計算機歸根結底是為了服務經濟,大量的投入最終能夠得到更大的利潤回報,而軍用計算機屬於防務實施,回報的是國家安全,而且這種回報是看似無形的,所以軍用計算機不可能像民用計算機那樣幾百億的投入只為發展一款芯片。話說回來軍用和民用是相輔相成的,沒有軍隊創造的安全環境,民用領域就沒有高速發展的環境;沒有民用領域的高速發展,就沒有高技術軍事裝備給軍隊使用。下圖為世界第一快的我國“天河二號”超級計算機,即便像“天河二號”這樣的超級計算機如果在兩年之內不升級的話就會被其他國家的超級計算機趕超,民用計算機的更迭速度是軍用計算機望塵莫及的。


兵器知識譜


作為前陸軍工程大學的軍校教員,我曾常年參加軍隊通信電子類裝備的科研和維修保障工作,對軍用計算機和家用電腦的區別感觸很深。

軍用計算機要求防震防衝擊和耐受高低溫,開關按鈕具有百萬次以上的可靠性。



飛機、坦克和軍艦在行駛中震動和衝擊是非常大的,我們做過實驗,普通家用電腦根本經不起顛簸,其接插件在軍用環境中是非常脆弱的,顛簸幾個小時就接觸不良、短路甚至斷路了。



軍用計算機的板卡多采用三邊卡槽插入,第四邊有卡榫固定,連接器表面鍍金以防止氧化和接觸不良,這種高強度的連接方式可以保證抗振動和衝擊。



耐受高低溫也是項重要指標,要求在零下40度至零上70度之間能夠正常工作。零下40度是非常嚴酷的環境,家用電腦在這種狀態下是開不了機的。



軍工廠都有高低溫實驗室,人為製造嚴酷的環境用來檢驗設備的高低溫適應性,即使通過檢驗,還要在漠河等零下幾十度的環境裡進行實裝檢驗,在海南島等高溫高溼的鹽鹼空氣環境中做實驗。



總體說來,軍用計算機的性能並不家用電腦高,往往還落後1到2代,但它的環境適應性是家用電腦無法比擬的,也正因為如此,軍用計算機的成本和價格往往家用電腦的十倍,這就是必須支付的代價。


奧卡姆剃刀


要論計算能力,應用在飛機坦克軍艦上的軍用計算機一般都要比常見的家用計算機差,而且,如果沒有特殊要求的話,應該是差很多。最先進的F-22戰鬥機其飛控計算機的芯片也不過就是奔騰級別。而現在的家用計算機,動不動都是四核、八核、多少多少納米這樣的高速性能,可以運行相當大型的網絡遊戲,畫面細膩度也是非常逼真的。

之所以這樣,並不是說軍用計算機不注重計算處理速度,相反,軍用計算機一直都是對運算處理速度有著嚴格的要求,只不過,軍用計算機處理的數據量並不包含大量的圖形運算,大多數都是座標、速度參數、性能參數、軌跡等這樣的參數運算,因此,計算工作量相對要小的多。

不過要論可靠性,軍用計算機要遠遠高於普通電腦,365天,全部工況下,無論是出海,還是飛行,無論是沙漠還是溼地,統統都要正常穩定工作,不死機、不藍屏、不卡頓,就是開機啟動也要求瞬間完成。除此之外,各個計算控制系統之間,處於複雜的電磁干擾環境中,還要確保正常工作。這就很需要技術水平了。

這是在一些戰鬥裝備上的計算機,還有那些陸地上使用的軍用計算機,比如就是最常見的筆記本電腦,也都是需要經過防跌、防撞、防水、防電磁洩露等特殊處理的,超輕超薄那根本都是花瓶,四四方方的大磚頭才是王道。

畢竟,所有的軍用計算機都是為戰爭環境下應用而設計的。


OK,關於問題就回答到這裡吧。😊

獲取更多軍事、航空、無人機知識,請關注“老鷹航空”。


老鷹航空


這個我稍微知道點。

飛機、坦克、軍艦上的電腦和家用看電影、打遊戲的民用電腦不太一樣。飛機上用來控制飛行、通信、顯示、火控、雷達、完成各種任務都是由不同的任務計算機完成,互不相干,各管一塊,即使一臺計算機掛掉了也不會影響其他功能的完成。



當然,至關重要的功能是有多餘度備份的。比如關係飛行安全的飛行控制計算機就有多臺同時工作,互為熱備份,一架飛機可能會有三四臺飛控計算機。

普通電腦一個主機裡塞進各種板子,內存、顯卡、CPU都是插拔式,這種安裝方式對惡劣的工作環境毫無應對之力。為了應對振動、保證牢固,機載計算機都是單板計算機,各種原件全部直接焊接到一塊板上,有時還會灌膠用以防水防塵。




處理器大多用嵌入式處理器,並不是家用電腦上的通用處理器,比較常見的是IBM、摩托羅拉、飛思卡爾、ARM公司的產品。這類PPC的的運算速度並不快,頂級的PPC處理器也就1GHz,採用精簡指令集,發熱量低、安全性高、可靠性好。除了用在飛機、坦克、軍艦上,在工業控制領域應用太廣泛,F35用的就是Motorola G4 PowerPC 頻率不到800MHz,現在好像改用飛思卡爾的PPC了。還比如美國的火星車用的也是PPC處理器。


摩托羅拉 ppc G4
處理器

這些通用處理器用起來也沒多大問題,智能化時代,通用芯片和通用IC只是個工具,和蒸汽時代的蒸汽機,電力時代的電動機一樣,生產工具而已,沒必要從頭髮明。

計算機的本質都是一樣的,用硬件執行計算機程序,得到自己想要的結果。

硬件上主要的區別我覺得就是質量,軍工級和民用級不是一個層次,拿最普通的濾波電容來說,民用濾波電容溫度—20~40度,質量好的幾元錢一個,軍工級—55~120度,幾千甚至上萬一個。三個民用電容一起過濾的電流質量都趕不上一個軍工級電容。

一臺萬元的家用電腦主機,可以玩到爽的飛起,一塊飛機上的處理板可能要幾十萬甚至上百萬元。飛機,坦克,軍艦計算機各IC元件管腳和各類接插件鍍金是常規工藝!

飛機、坦克、軍艦上不同功能的計算機,執行的是不同功能的程序。這些程序是無數“碼農”智慧的結晶,絕無可能有任何Bug,為了保證高效和穩定,代碼中連一個多餘的字符都不會有,被優化到極致。這些程序和算法才最是有含金量的東西,拿到硬件什麼也幹不了,搞到代碼才明白武器是怎麼工作的,才能進行優化和升級。



F35的座艙

美軍F35戰鬥機,有2000多萬行代碼,是F35最核心的機密,其他國家雖然花了幾十億美元採購戰鬥機,代碼卻一點不給看。只有美國最鐵桿的盟友英國可以到美國查看戰鬥機源代碼,也是隻能看,不能動。

飛機、軍艦、坦克上的電腦,運算速度慢,但高可靠,高效率,穩定壓倒一切,“一臺”計算機只幹一件事。普通電腦壞了也就壞了,武器上的電腦可是關係到戰爭勝負和無數人的生命!


一坑四彈


飛機、坦克、軍艦上用的電腦,說白了和普通電腦的工作原理是一樣的。差別主要體現在出於特殊考慮進行的改進。

1、安全性。這類特別設備非常注重安全,通常在硬件上使用的是特別定製的CPU,主板和硬盤。採用高級別的安全秘鑰。在系統軟件上,傾向於穩定可靠的系統,一般都是比較老的,成熟的系統,也有國家自己寫的系統。普通電腦就沒有這麼高的安全要求,滿足日常生活就行了。

2、穩定性。飛機、坦克、軍艦,要應對特殊環境,非常注重穩定性,不像普通電腦追求性能。能夠執行制定的指令,做出夠用的運算就好。這樣CPU熱量比較小,避免符合過大引發的其他問題。而且與普通電腦想比,這類電腦的組裝更加集成,不會像普通家用電腦一樣,直接插在一起就行,可能組件都是焊接在一起的。

3、造價成本。飛機、坦克、軍艦的電腦,CPU可能一般,但是主板一定要好。大家都知道,導電性和穩定性最好的金屬,就是金,很多軍用的主板都是鍍金的。普通家用的一般用銅就解決了。這樣是極大提升造價了。為了實現特殊的功能要求,這些軍用社保的電腦可能特別定製,所以出現了CPU運算能力平平,造價非常高的現象。

4、耐用程度。飛機、坦克、軍艦的電腦基本要通過軍用級別的抗震實驗,耐高低溫實驗等等,實驗條件非常嚴苛。家用電腦是無法通過這些測驗的。這一點也是重要區別。

總的來說飛機、坦克、軍艦上用的電腦,本質上和家用電腦沒有差別。差別主要在安全性高、穩定性好、更耐用,也更貴。但是性能一般。電腦是人類的工具,決定差別的還是用途。


優品課堂


這個有點意思,我要說飛機坦克軍艦上的電腦連紅警都帶不動你敢信嗎?

然而事實就是如此,一架F22隱身戰機上的總數據處理能力加起來還比不上一臺蘋果手機!



這是因為,戰機坦克上的火控和數據處理計算機,無需像民用設備那樣處理大量的圖形化界面。比如我們玩英雄聯盟,動輒幾個G的安裝包。但是其中用於英雄以及對戰數據處理傳輸的部分不到5M,其餘99%的部分都是為了視覺表現,比如英雄形象,皮膚,地圖背景等。



武器裝備上的計算機,就是摒棄了幾乎所有圖形界面的幾乎全部用來處理數據的,所以處理能力比不上我們的手機就可以理解了。

但這並不代表飛機坦克的計算機不厲害,相反,它們對可靠性有著變態的要求。家用電腦可能偶爾會死機藍屏,但如果戰機電腦死機那就是機毀人亡,這是絕對不允許的,可靠性要求極高。



另外,家用電腦通常工作環境溫度在十幾度,我們的手機低於零度五分鐘就會開不了機。而軍用裝備的電腦要求在正負30度均可正常工作,這也是要求嚴苛的一面。


武器裝備秀


軍用計算機正如其它幾位回答的要求極端可靠性而速度卻不如民用計算機。但也要放到計算機發展的時間線裡來看。70年代蘇聯導彈驅逐艦的存儲器佔了一面牆才區區5MB,使用的是磁芯存儲器。而同時期美國F-16的機載電腦的大規模集成電路存儲已經與其容量相當了。目前F-16中期改進後的型號CPU在主頻50MH存儲容量在50MB左右。而F-22由於是486時代的研發時間,其全部計算能力相當於奔騰233左右(沒有MMX)。後來的F-35則採用了1G主頻的IBMCPU,是當時蘋果電腦CPU的軍用產品與奔騰3相當。我們的殲20由於定型較晚有可能會採用更高性能指標的CPU。至於苦逼的陸軍以炮兵來說無計算機的作業還是必練科目。給迫擊炮計算彈道的軍用加固筆記本甚至可能是386的!坦克基本上也超不過486的水平!但指揮中心的條件限制就松多了。軍用計算機的加固也影響到性能,往往要把原來高性能的芯片限制在幾十分之一的水平上,就是為了環境適應能力。比如說以前顯像管顯示器要求從2米高掉下來無損傷,筆記本泡海水裡30小時還能馬上用,零上150到零下50的溫度適應範圍等等。


危笑刺容


關於軍用電腦和消費級別的電腦還是有著很大的差別的,首先主要差別在於可靠性上,這是貫穿始終的。不論是其質量可靠性還是就算穩定性,都無疑是最重要的,這些電腦不需要大量的計算能力,但是需要這可靠的計算能力。

首先是需要很好地可靠性,我們知道軍用就代表著穩定和質量,因為軍用環境一貫是比較複雜的。那麼軍用筆記本需要什麼樣的特點呢?第一就是需要設備堅固,要需要防摔耐磨,並且電腦需要不受外力影響才可以,一般家用電腦的質量如果用在戰場之上基本可以說就猶如紙片一樣的脆弱。第二是軍用的電腦需要絕佳的保密功能,一般軍用計算機都有著加密錯失,它不需要使用美麗漂亮的外觀,但是需要有絕對的安全。軍事機密可以說是目前世界上機密度最高的個體。因此軍事計算機不需要很高的性能但是需要跟高的安全性和機密性。第三是軍事使用電腦還要能夠使用各種惡劣自然環境才可以,比方說高溫、高寒、暴雨、高壓、潮溼、顛簸、防輻射,因此我們常能看到軍事使用的電腦基本都是跟一個大箱子一樣,其笨重,但是堅固耐用。

經常應用的軍事筆記本有悍馬筆記本、松下軍用筆記本、海爾軍用筆記本。而應用在飛機、坦克等軍事設備上的計算機實際計算性能估計是十幾年前民用計算機的計算性能,其芯片的核心結構和民用實際是一樣的,但是其有加密設計以及軍用的特殊指令集設計,主要應用於座標、速度參數、性能參數以及導彈軌跡等計算,其性能不高但是穩定性極佳,可以在高溫環境下不出故障使用。

以上就是我對消費級電腦和軍用級電腦區別的回答,由於受本人關於軍事方面的電腦知識受限,以上回答也是根據相關信息得出,如果還有什麼區別可以留言我們互相學習。


程序小崔


性能極差,但是可靠性極高,而這也是軍用武器的常見特點,其並不一定比民用產品的性能好到哪兒去,但是可靠性是極高的。

眾所周知,電腦的核心就是處理器,而處理器本身就是由大量集成電路構成的運算單元構成的,所以對使用環境要求很好,比如常見的民用電腦等電子產品就會標明不適合在極端環境下使用,比如高溫、嚴寒、高壓、輻射等等。

但是問題就在於軍用武器要在很多可能的極端條件下使用,比如戰機有時就會在嚴寒的萬米高空飛行,坦克可能會在酷熱的沙漠作戰等等,而如果使用民用級別的電腦等,則很容易出現各種突發故障,直接導致作戰系統無法正常運行,而在戰場這是要命的!

所以很多時候軍用武器使用的計算機,往往都是在民用產品看來老掉牙的產品或者設計,比如軍用電腦的處理器往往都是幾十納米級別的老工藝,根本就比不上如今常見的十幾納米級別的民用品,而在性能上更是相差巨大。再比如顯示器,如今民用產品流行IPS等這些顯示器,畫質優秀色彩明亮,但是對於軍用產品而言這些特性就無所謂了,質量可靠防碰防摔才是主要需要。


用戶5770541302


除了能在惡劣條件下使用外,最主要軍用電腦硬件和軟件,全是本國自己研製,生產的,因為所有美國軟件和硬件公司都和美國軍方合作,(其他國家也類似)在設計生產時做上“後門”,就是漏洞,在需要時可通過後門,竊取信息,控制甚至癱瘓整個系統!比民用電腦多了一些功能,防水,抗光性好之類的

穩定性強,在信號接受和操作系統方面的安全性強,最重要的是能在沙漠,高原等惡劣條件下工作


分享到:


相關文章: