De Apollo computer versus je mobiele telefoon

Astronaut david Scott, commandant van de Apollo 15
Astronaut David R. Scott, Apollo 15 commander. Credit: NASA

De ouderen onder ons kunnen zich de eerste maanlandingen vermoedelijk nog wel levendig herinneren. Ze weten nog wat het is om Neil Armstrong zijn beroemde uitspraak te horen doen: “That’s one small step for a man, one giant leap for mankind”. Een halve eeuw later behoren de maanlandingen nog steeds tot de top van onze technologische prestaties. Ondanks de snelle technologische ontwikkelingen zijn er sinds 1972 geen astronauten meer op de Maan geweest.

Dat lijkt verrassend te zijn. Als we terugkijken op deze historische gebeurtenis dan wordt er vaak gezegd dat we tegenwoordig veel meer rekenkracht in onze broekzak hebben zitten dan de computer aan boord van de Apollo 11 had. Maar klopt dat wel? En als het klopt, hoeveel krachtiger zijn dan onze telefoons?

Apollo 11 had een computer aan boord die de Apollo Guidance Computer (AGC) werd genoemd. Deze computer had een geheugen voor 2048 woorden en die konden worden gebruikt om tijdelijke resultaten op te slaan. Dit zijn gegevens die verloren gaan als de energievoorziening uitvalt. Dit soort geheugen wordt RAM-geheugen genoemd (Random Access Memory). Ieder woord bestond uit 16 binaire digits (bits) en een bit bestaat uit een nul en een één. Dit betekent dat de computer van de Apollo een geheugen had van 32.768 bits RAM.

Daarnaast had de computer 72 kB Read Only Memory (ROM). Deze 72 KB komen overeen met 589.824 bits. Dit soort geheugen is geprogrammeerd en kan niet meer worden veranderd.

Voor een letter uit het alfabet, bijvoorbeeld een “a” of een “b”, zijn 8 bits nodig om de letter op te slaan. Dit betekent dat de computer van de Apollo 11 dit artikel niet in zijn geheel in zijn RAM-geheugen van 32.768 bit kan opslaan. Als je dat vergelijkt met je mobiele telefoon of met je MP3 speler dan ben je blij dat die veel meer opslagcapaciteit hebben. Een mobiele telefoon kan duizenden e-mails, foto’s en liedjes opslaan.

Telefoongeheugen en rekenkracht

Om dat nog wat meer in perspectief te plaatsen, de meest recente smartphones hebben 4 GB RAM geheugen. Dat is gelijk aan 34.359.738.368 bits. Dat is meer dan één miljoen maal (1.048.576 om precies te zijn) meer geheugen dan het RAM geheugen van de Apollo computer. Een smartphone heeft tot 512 MB aan ROM geheugen en dat is gelijk aan 4.398.046.511.104 bits. Dat is zeven miljoen maal meer dan het ROM geheugen van de AGC.

Maar geheugen is niet het enige dat telt. De computer van de Apollo 11 had een processor die op een snelheid van 0,043 MHz werkte. De gemiddelde smartphone heeft een processor die op ongeveer 2500 MHz werkt. Dat is dan per kern want smartphones hebben veelal vier tot acht verschillende rekenkernen. De snelheid van de processor in je smartphone is dus meer dan 10.000 maal zo snel als de computer die vijftig jaar geleden hielp om mensen op de Maan te laten landen.

Het verschil is nog groter als je in ogenschouw neemt dat een smartphone nog een andere processor heeft ingebouwd die specifiek de beeldschermtaken afhandelt.

Hoe zit het dan met een rekenmachine?

Het is misschien niet helemaal eerlijk om de Apollo computer te vergelijken met een hypermoderne telefoon. Hoe zit het als we de computer van de Apollo eens vergelijken met een rekenmachine? We nemen er een Texas Instruments rekenmachine bij. Texas Instruments was een van de beroemdste en grootste producenten van rekenmachines. In 1998 brachten ze de TI-73 op de markt. Deze rekenmachine werd in 2004 opgevolgd door de TI-84. De TI-84 is een grafische rekenmachine die tegenwoordig in enkele verschillende varianten nog steeds op hogescholen en universiteiten wordt gebruikt.

vergelijking rekenmachines
In bovenstaande tabel hebben we de specificaties van de beide rekenmachines opgenomen

Als we de twee rekenmachines vergelijken met de guidance computer van de Apollo dan zien we dat de TI-73 een beetje minder ROM-geheugen heeft maar acht keer meer RAM-geheugen. Tegen de tijd dat de TI-84 uit kwam had deze een factor 32 meer RAM-geheugen dan de Apollo computer en 14.500 keer zo veel ROM-geheugen.

rekenmachine vergelijken met de AGC
Vergelijking van het geheugen van de TI-73 en de TI-84 met de AGC

Kijken we naar de processorsnelheid dan was de TI-73 140 maal sneller dan de Apollo computer en de TI-84 bijna 350 maal sneller.

Het is verrassend om te zien dat een eenvoudige rekenmachine die tientallen jaren geleden al werd ontworpen krachtiger was dan de computer die mensen hielp om op de Maan te landen.

Wat als Apollo 11 een moderne computer zou hebben gehad?

In zijn tijd was de computer van de Apollo hypermodern maar wat zou er anders zijn geweest als de landing op de Maan was uitgevoerd met een moderne computers zoals die tegenwoordig beschikbaar zijn?

Vermoedelijk zou, met behulp van het hedendaagse ontwikkelgereedschap, de ontwikkeling van de software veel sneller zijn gegaan. De software zou sneller zijn te schrijven, te controleren en complexe code om mensen op de Maan te zetten zou sneller zijn te testen.

De gebruikersinterface (die Display Keyboard (DSKY) werd genoemd) werkte een beetje als een rekenmachine waarbij commando’s met behulp van numerieke codes ingevoerd moesten worden. Tegenwoordig zou dat een stuk gemakkelijker zijn en dat kan in een noodsituatie een groot verschil uitmaken. Er zou bijna zeker geen toetsenbord worden gebruikt maar men zou de commando’s met behulp van een aanraakscherm kunnen verplaatsen. Als dat niet mogelijk zou zijn omdat er handschoenen worden gedragen dan zou de bediening met behulp van gebaren of oogbewegingen plaats kunnen vinden.

De Apollo Guidance Computer met de DSKY
De Apollo Guidance Computer met de DSKY

De communicatiesnelheid met de Aarde is in al die jaren overigens niet toegenomen. De tijd die het nu kost om met de Aarde te communiceren is gelijk aan die in 1969 en dat heeft te maken met de snelheid van het licht. Dit betekent dat een bericht van de Maan naar de Aarde er 1,26 seconden over doet. Maar omdat de bestanden die we tegenwoordig versturen vele malen groter zijn geworden zal het langer duren alvorens we die beelden hebben. Die beelden zien er dan wel veel beter uit dan de beelden uit 1969.

Woordenlijst AGC
Een lijst met commando’s voor de AGC die op een zijpaneel was geprint.

De grootste verandering die we vermoedelijk zouden zien is dat de computer een veel betere kunstmatige intelligentie zal hebben. Naar de Maan vliegen en er landen kan veel veiliger verlopen omdat de moderne computer veel beter en sneller de beste beslissingen kan berekenen. Dat kan de afdaling naar de Maan voor astronauten een heel stuk comfortabeler maken.

Armstrong zei dat, op een schaal van 1 tot 10, lopen op de Maan gelijk was aan 1 maar de laatste gedeelte van de afdaling naar de Maan ongeveer op 13 uit kwam.

Laten we dus eindigen met de erkenning wat er voor nodig was om mensen in 1969 op de Maan te laten landen met de beperkte rekenkracht die op dat moment beschikbaar was. Het was echt een opmerkelijke prestatie!

 

Eerste publicatie: 21 juli 2019
Bron: phys.org




%d bloggers liken dit: