軍用コンピューター

この記事では、特に米国軍の軍用コンピューターとその使用について説明します。

最も初期のコンピュータのいくつかは軍用コンピュータでした。携帯性と耐久性に対する軍の要件により、1958 年のAN/USQ-17、1959 年の AN/MYK-1 ( MOBIDIC )、1960 年のM18 FADAC、1962 年のD-17Bなどの最も初期のトランジスタ コンピュータが開発されました。また、最も初期の集積回路ベースのコンピュータである 1964 年のD-37Cや、最も初期のラップトップ コンピュータの 1 つである 1982 年のGrid Compassも開発されました。潜水艦のハッチを通過できるほど小型のコンピュータに対する軍の要件により、AN/UYK-1が開発されました。

通常、軍用コンピュータは産業用コンピュータの筐体よりもはるかに頑丈です。ほとんどの電子機器は、コンフォーマルコーティングの層で保護されます。内部にはコンポーネントをサポートする構造がさらに追加され、プラグイン カードは個別にサポートされて固定され、ソケットから飛び出さないようにします。プロセッサとヒートシンクは固定され、メモリはソケットに接着されます。これは、衝撃が加わっても何も動かないようにするためです。

軍用コンピュータと一般的なオフィスや消費者向けコンピュータの間には、いくつかの違いがあります。

• 料金
• 対象環境
• 長期利用可能
• 建築
• 機能セット

コスト– 軍用コンピューターは、一般的にオフィス/消費者向けコンピューターよりはるかに高価です。Dell などのメーカーの消費者向けコンピューターは大量生産されているため、規模の経済によりコストが低くなります。一方、軍事プログラムでは、必要なシステム数が少ないため、コストが高くなります。軍用コンピューターは通常、より頑丈な素材で作られ、内部構造が強化され、冷却ファンが増え、電源もより頑丈になります。

想定される環境– オフィスや消費者向けのコンピュータは、適度な温度と湿度、最小限のほこりで、非常に管理されたシャツの袖で過ごせる環境での使用を想定しています。軍用コンピュータは、動作温度が -4F ～ +149F (-20C ～ +65C) などの極端な温度、湿度レベルが 5% ～ 95%、空気中のほこりの量が多く、ハードウェアにとってその他の悪条件が伴う非常に厳しい環境で動作するように設計されている場合があります。船上などの塩分が多い環境で動作する必要がある場合や、船や潜水艦などの衝撃や振動が大きい環境で動作するように設計されている場合もあります。軍用コンピュータは航空機への搭載を想定している場合があり、その場合は耐衝撃性があり、与圧されていない航空機内では高高度でも動作できる必要があります。同じコンピュータが、設計を変更することなくアフガニスタンでもアラスカでも動作する必要がある場合があります。

長期の可用性– 軍事プログラムは何年も続くため、プログラムの存続期間中、同一の交換用ハードウェアが必要になる場合があります。消費者向けコンピューターは、ゲームをプレイするために必要な最高のパフォーマンスを実現するために、最新かつ最高のものを採用することがよくあります。消費者向けコンピューターのマザーボードの可用性は、数年または数十年ではなく、数か月単位になる場合があります。消費者レベルのコンピューターでは、製品の存続期間中、マザーボード、ドライブ、BIOS、ビデオ ボードなどのすべてのコンポーネントがコンピューターごとに異なることは珍しくありません。これは、サポート ドキュメントが作成され、システムがテストおよび承認されている軍事用コンピューターでは受け入れられません。

アーキテクチャ– コンピュータ アーキテクチャには多くの種類があります。最もよく知られているのは、IBM が開発した PC です。多くの軍用コンピュータ システムは、VMEbusやCompact PCIなどの代替プラグイン バス構造に基づいて構築されています。軍用コンピュータはプラグイン カードに対応しておらず、 Global HawkなどのUAVへのインストールなど、特定のアプリケーション専用のフォーム ファクタになっている場合があります。

機能セット– 軍用コンピュータには、円形コネクタ、ホットスワップ電源、ホットスワップファン、LCD ディスプレイなどのカスタムフロントパネル機能など、 消費者向けコンピュータにはない機能が備わっている場合があります。

軍隊は、コンピュータやその他の機器に多くの数値指定を行っており、軍の購入者がアプリケーションに適した技術を選択できるようにしています。たとえば、MIL-S-901D ^{[1] は}、コンピュータが海軍の装備に関する特定のテストの衝撃および振動要件に合格したことを示します。これらのテストの一部は、コンピュータが搭載されている船への魚雷の命中とそれに続く高ピークの衝撃をシミュレートするバージ爆発テストなど、アプリケーションの使用に特有のものです。901D への準拠をテストする「ゴールド スタンダード」はバージ テストです。バージ テストは 4 回実行され、そのたびに 60 ポンドの HBX-1 爆薬を 24 フィートの水中に置きます。最初は 40 フィート、次に 30 フィート、25 フィート、最後に 20 フィートです。さらに、テストは船首または船尾での爆発をシミュレートするために船首と船尾の方向で、船の側面での爆発をシミュレートするために船横方向で実行されます。

その他の一般的な要件としては、保管および動作温度、湿度、塩水噴霧、汚れなどの環境テストに関するMIL-STD-810があります。もう 1 つの一般的な仕様は、電磁両立性に関するMIL-STD-461です。軍用コンピューターが満たす必要のある、仕上がり、配線、パッケージングなどの仕様があります。

MIL 規格と仕様の詳細については、Defense Standardをご覧ください。

米国のサイバーネットワークを防衛するという課題に対処するため、米軍は国防総省の情報ネットワークに接続されたデバイスのセキュリティを向上させる措置を講じてきました。米国サイバーコマンドによると、「サイバー脅威は、情報の管理、情報の保護、および運用能力の確保に対する新たなアプローチを必要としています。」^[2]

すべての軍用コンピュータは、米国政府全体で使用されるデバイスの暗号化モジュールの最新の要件を規定する最新のFIPS 140標準（FIPS 140-2 ）に準拠する必要があります。 ^{[3]現在開発中の} FIPS 140-3は、ソフトウェアセキュリティや追加のセキュリティレベルなど、既存の脅威に対処するための新しい要件に対応します。

商用モバイル デバイス (CMD) の普及拡大に伴うリスクに対処するため、2013 年 3 月の国防総省監察総監の報告書では、陸軍のコンプライアンス基準を満たすために商用モバイル デバイスを追跡および構成するために必要な改善点が特定されています。この報告書では、14,000 を超える CMD の追跡とサニタイズにおける既存のギャップが特定されており、「パイロット プログラムと非パイロット プログラムで購入されたすべての商用モバイル デバイスの報告と追跡の要件を含む明確で包括的なポリシー」が推奨されています。^[4]

軍事用途における小規模コンピュータ技術の進歩は、当初はセキュリティや、過酷な環境や敵の兵器に耐える能力に関する懸念から、遅々としたものになりました。20 世紀の PC ベースの技術は、戦闘条件や過酷な環境に耐えられるほど堅牢ではありませんでした。

現場での危険には、水や腐食性物質、砂や風、極端な温度、強い衝撃や振動、停電、EMI/RFI 放射に対する感受性などがあります。また、オペレータ インターフェイスは複雑で、ほとんどのオペレーティング システムは操作が速くなく、プレッシャーのかかる状況で習得して使用するのも簡単ではありませんでした。

過去 10 年間で、設計とオペレータ インターフェイスが改善され、小型コンピュータ テクノロジを軍隊で使用することが新たに義務付けられました。改善の一部は、家庭やビジネス コンピューティングから移行されました。その他の改善は、石油およびガスの探査におけるゾーン 1 危険区域などの環境向けの設計が陸軍および海軍の環境向けに変更された 産業用コンピューティングから移行されました。

• マグネシウムを含む鋳造アルミニウムなどの材料を使用した密閉された筐体は、EMI バースト兵器などの汚染物質や危険物に対する環境耐性が向上しています。
• 低発熱CPU設計により、砂漠や直射日光の当たる海軍艦橋の翼展示のような環境でも密閉された筐体を実現できるようになりました。
• フラッシュメモリなどの進歩により可動部品がなくなり、機械的な故障が減少しました。
• よりシンプルで効果的な OS ソフトウェアにより、オペレーター インターフェイスと実行速度が向上し、OS 障害が減少しました。

過去 20 年間で、小規模なコンピュータ技術が軍隊で広く受け入れられるようになり、今後さらに大きく増加すると見込まれています。戦闘や過酷な環境条件に耐える装備の能力に対する信頼が向上しました。最も重要なのは、現代の戦闘がスピードの戦いになったことです。より高速で技術的に進歩した兵器は、現在の戦闘状況で先制攻撃能力を発揮します。これは、将来的に英国軍で使用されるシステムへのコンピュータ技術のさらなる導入を促進するだけでしょう。

軍の様々な部門は、将来のシステムはゼロクライアントまたはシンクライアント技術に基づくことを義務付けています。^{[5] [6]}

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