Del iMac G3 de Apple a volar al espacio en el Rover Perserverance: La historia del IBM PowerPC G3 RAD750

Cuando pensamos en misiones espaciales, solemos pensar en tecnologías modernas y avanzadas, con la máxima potencia y capacidad de procesamiento. Sin embargo, hay una curiosa conexión entre el Rover Perseverance de la NASA, que aterrizó en Marte en febrero de 2021, y el Apple iMac G3 de 1998: ambos comparten el mismo procesador: el IBM PowerPC 750 (PowerPC G3).

Figura 1: Del iMac G3 de Apple  a volar al espacio en el Rover Perserverance.

 La historia del  IBM PowerPC G3 RAD750

El IBM PowerPC 750, también conocido como PowerPC G3, es un microprocesador de arquitectura RISC desarrollado por IBM y Motorola en 1997. Cuenta con un solo núcleo, una velocidad de 233 MHz y alrededor de 6 millones de transistores aproximadamente. En su época, destacó por su eficiencia y por incorporar innovaciones como la predicción dinámica de ramas.

Figura 2: Detalle de la vista del IBM PowerPC 750

Pero, si hoy en día los procesadores superan los 5 GHz y cuentan con múltiples núcleos capaces de procesar tareas en paralelo con una eficiencia superior, te estarás preguntando: ¿por qué la NASA sigue apostando por chips de hace décadas en sus misiones espaciales? La respuesta es simple: en el espacio, la fiabilidad y la resistencia son mucho más importantes que la potencia bruta.

Diferencias clave entre el iMac G3 y el rover Perseverance

Aunque el PowerPC 750 es la base de ambos dispositivos, el procesador del Rover Perseverance es una versión reforzada denominada RAD750, fabricada por BAE Systems. Estas son sus principales diferencias:

• El RAD750 está diseñado para soportar hasta 200.000 rads de radiación y temperaturas extremas, algo esencial para operar en Marte. En cambio, el procesador del iMac G3 no sobreviviría ni un segundo en ese entorno.

• Mientras que el iMac G3 ejecutaba Mac OS 8/9, el Perseverance utilizaba VxWorks, un sistema operativo en tiempo real (RTOS), diseñado para gestionar operaciones críticas con total precisión y sin margen de error.

Aunque en teoría comparten la misma arquitectura, el iMac G3 y el Rover Perseverance juegan en ligas completamente distintas.

Por que la NASA usa procesadores “antiguos” en el espacio

Como mencionamos antes, el RAD750 no es un procesador común, sino una versión altamente reforzada del PowerPC 750. La razón por la que la NASA sigue utilizando estos chips, a pesar de su antigüedad, no tiene que ver con la potencia o la velocidad, sino con la fiabilidad, resistencia y control absoluto.

• Resistencia extrema a la radiación y condiciones espaciales

En el espacio, los procesadores están expuestos a una gran cantidad de radiación cósmica y partículas cargadas. En la Tierra, nuestra atmósfera nos protege de estos efectos, pero en el espacio, pueden dañar gravemente los circuitos de un chip moderno. Por ello, la NASA utiliza el RAD750, diseñado específicamente para resistir radiación extrema. Además, cuenta con transistores más grandes y trazas más gruesas, lo que lo hace mucho más resistente a este tipo de radiación y capaz de soportar condiciones extremas, soportando temperaturas de -55°C a 125°C.

• Fiabilidad: No hay margen de error en el espacio.

En la Tierra, si un ordenador falla, simplemente lo reiniciamos o reemplazamos sus componentes. Pero en el espacio, esto no es una opción. Un fallo en el espacio no se puede solucionar con un simple reinicio, y podría suponer el fin de la misión. Por esta razón, la NASA utiliza chips completamente probados, cuyo comportamiento se conoce al 100%. Los procesadores más modernos son mucho más complejos y hay más cosas que pueden fallar.

El RAD750, al basarse en una arquitectura probada durante décadas, permite prever todos sus posibles fallos y modos de error. Su diseño simple y predecible lo hace mucho más fácil de controlar en situaciones críticas y es más fácil garantizar su correcto funcionamiento en todas las condiciones posibles.

Este chip, con un precio de más de 200.000 dólares, es un veterano de múltiples misiones espaciales. Aunque su potencia es baja comparada con los procesadores actuales, ofrece algo mucho más importante:, que es la fiabilidad. Además, para minimizar riesgos, el Rover Perseverance cuenta con:

• Dos sistemas informáticos redundantes, ambos equipados con el RAD750, para garantizar su funcionamiento en caso de fallo.

• Una tercera unidad dedicada al procesamiento de imágenes.

• El Helicóptero Ingenuity, cuyo software es código abierto escrito para Linux.

Suficientes para las necesidades de una misión espacial

En las misiones espaciales no se necesita tanta potencia ni rendimiento. Tareas como procesar datos de sensores, navegación y comunicación con la Tierra no requieren una gran potencia de cálculo, sino estabilidad y fiabilidad absoluta.  A pesar de su antigüedad, la NASA sigue confiando en el RAD750 en misiones críticas. De hecho, la nave espacial Orion también usa el RAD750. Como explicó Matt Lemke, subdirector de aviónica de Orion:

"Comparado con un Intel Core i5, es mucho más lento… probablemente no sea más rápido que tu teléfono. Pero en el espacio, no buscamos velocidad, sino robustez y fiabilidad. Necesitamos asegurarnos de que siempre funcionará."

En exploración espacial, lo más nuevo no siempre es lo mejor. La clave no está en la potencia, sino en usar tecnología probada y fiable, capaz de soportar las condiciones más extremas sin fallar.

¿Qué hace especial al RAD750?

Aunque el RAD750 no es el procesador más rápido, es un verdadero superviviente del espacio. Algunas de sus características más destacadas:

• Es un procesador RISC con 6 unidades de ejecución y soporte para ejecución fuera de orden, lo que le permite procesar varias instrucciones simultáneamente.

• Cuenta con caché L1 de 32 KB para instrucciones y datos, con asociatividad de 8 vías, y compatibilidad con caché L2 externa de hasta 1 MB.

• Predicción de ramificación dinámica, incluyendo una tabla de historial de ramas (BHT) y una caché de destino de saltos (BTC) para optimizar el flujo de ejecución. Gracias a esto, el procesador reduce los tiempos de espera y mejora su eficiencia en tareas repetitivas.

• Funciona con una alimentación de 2.5V en el núcleo y soporta interfaces de 2.5V y 3.3V en sus entradas y salidas.

• Puede soportar hasta 200 krad(Si) de radiación y está diseñado para resistir Single Event Upsets (SEU) y Single Event Transients (SET)

• En misiones de larga duración, puede operar en modos de bajo consumo, reduciendo su velocidad cuando no se necesita tanta potencia.

No es su primer viaje a Marte (ni al espacio)

El RAD750 no solo está en Perseverance y Orion, sino que también ha sido clave en otras naves espaciales como Curiosity, InSight, Lunar Reconnaissance Orbiter, Telescopio Espacial Kepler y Juno, entre otros.

Figura 3: El rover Perseverance operando en Marte

En conclusión: No es cuestión de velocidad, sino de resistencia y fiabilidad

El hecho de que el Rover Perseverance utilice un procesador basado en el PowerPC 750, el mismo que tenía el Apple iMac G3, demuestra que en la exploración espacial la prioridad no es la potencia bruta, sino la fiabilidad y resistencia.

Mientras que en la Tierra los ordenadores evolucionan rápidamente con procesadores cada vez más potentes, en el espacio la historia es diferente. La NASA no busca lo más nuevo, sino lo más probado. Tecnologías antiguas, como el RAD750, siguen siendo la mejor opción porque han demostrado su estabilidad en entornos extremos donde un fallo puede significar el fin de una misión.

Figura 4: Libro de "Microhistorias: anécdotas y curiosiades de la historia
de la informática (y los hackers)" de Fran Ramírez y Rafel Troncoso 0xWord.

El Apple iMac G3 y el Rover Perseverance pueden parecer mundos aparte, pero comparten una base tecnológica que sigue vigente. Esto nos recuerda que, en la ingeniería, lo más avanzado, no siempre es lo más adecuado.

¡Saludos!

Autora: Selena Sánchez (Internship en Ideas Locas)

Contactar con Selena Sánchez