Core Concepts
위성 플랫폼과 COTS 컴퓨팅 장치 간의 상호작용으로 인해 온도와 에너지가 위성 컴퓨팅의 주요 제약 요인이 된다.
Abstract
이 연구는 실제 위성 시스템에서 COTS 컴퓨팅 장치의 열 제어, 전력 관리 및 성능에 대한 최초의 측정 연구를 제시한다. 측정 결과는 위성 플랫폼과 COTS 컴퓨팅 장치 간의 상호작용이 온도와 에너지의 주요 제약 요인이 된다는 것을 보여준다. 구체적으로:
온도는 궤도 컴퓨팅의 핵심 병목 현상이다. COTS 장치 칩의 가열로 인해 주파수 스로틀링이 발생하여 최대 10%의 컴퓨팅 성능 저하가 발생할 수 있다. 10시간 동안 약 9와트로 작동하는 계산 작업은 운영 한계(예: 30°C)를 초과하여 불안정성을 초래할 수 있다.
일식과 주간 시간대가 컴퓨팅에 미치는 영향은 미미하다. 단기 집중 컴퓨팅 작업의 경우 일식 시작 시 실행하는 것이 도움이 될 수 있다.
COTS 컴퓨팅 장치의 단기 전력 소비는 배터리 방전 깊이(DoD)에 상당한 영향을 미칠 수 있다. 지상 엣지 컴퓨팅 장치와 달리 위성 컴퓨팅 작업은 단기 집중 컴퓨팅 시 DoD를 30% 이내로 제어해야 한다.
위성 에너지 수집 주기와 컴퓨팅 작업 일정 간의 불일치로 인해 약 6%의 잉여 태양 에너지가 발생한다. 이를 활용하기 위해 컴퓨팅 작업 일정을 최적화할 필요가 있다.
이러한 통찰력을 바탕으로 위성 플랫폼 제약 조건 하에서 컴퓨팅 작업을 효과적으로 스케줄링하는 것이 중요하다.
Stats
위성 플랫폼의 총 전압/전류는 1초 간격으로 측정된다.
배터리 전압/전류는 4초 간격으로 측정된다.
MPPT 입력 전압/전류는 3초 간격으로 측정된다.
MPPT 출력 전류는 3초 간격으로 측정된다.
Atlas-A/B 전류는 1초 간격으로 측정된다.
Pi-A/B 전류는 1초 간격으로 측정된다.
X-Band 송수신기 전류는 1초 간격으로 측정된다.
TT&C 모듈 전류는 1초 간격으로 측정된다.
Atlas-A/B 표면 온도는 4초 간격으로 측정된다.
Pi-A/B 표면 온도는 4초 간격으로 측정된다.