谷歌認(rèn)為，太空是未來AI計算的理想場所，能減少對地球資源的依賴。

這一計劃的曝光，立刻在科技圈引發(fā)了軒然大波。它讓我們不禁要問：為什么是太空？這個看似遙遠(yuǎn)、成本高昂的選項，背后隱藏著怎樣的戰(zhàn)略考量？當(dāng)TPU從數(shù)據(jù)中心走向太空，又將對AI的未來產(chǎn)生怎樣深遠(yuǎn)的影響？

文字編輯｜宋雨涵

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“捕光者”計劃：

從概念到現(xiàn)實的第一步

“捕光者計劃”的正式名稱是Project Suncatcher，其目標(biāo)非常明確：構(gòu)建一個基于太空的、可擴(kuò)展的AI基礎(chǔ)設(shè)施。該計劃將搭載的，是谷歌最新一代的Trillium代TPU。這并非一個異想天開的概念，而是谷歌自2017年發(fā)布首款TPU以來，在AI芯片和太空技術(shù)領(lǐng)域長期積累的一次集中爆發(fā)。

為何選擇Trillium代TPU？

TPU（張量處理單元）是谷歌為AI計算量身打造的專用芯片，其性能和能效比在數(shù)據(jù)中心領(lǐng)域已是頂尖水平。而“捕光者計劃”之所以選擇Trillium代，而非更早期的型號，原因在于它代表了谷歌在能效、集成度和靈活性上的最新突破。

1. 極致的能效比： 對于在太空中運行的衛(wèi)星而言，電力是極其寶貴的資源。Trillium代TPU在單位功耗下能完成更多的計算任務(wù)，意味著它可以在更輕、更小的衛(wèi)星平臺上運行，從而降低發(fā)射成本。

2. 高度集成化： Trillium代采用了最先進(jìn)的制程工藝，將更多的晶體管集成到更小的芯片面積上。這不僅提升了性能，也減少了芯片的物理尺寸和重量，這對于發(fā)射到太空至關(guān)重要。

3. 模塊化與靈活性： 相比前代產(chǎn)品，Trillium代設(shè)計得更加模塊化，允許用戶根據(jù)任務(wù)需求靈活配置計算能力。這使得它能夠適應(yīng)從基礎(chǔ)AI推理到復(fù)雜訓(xùn)練等多種不同的應(yīng)用場景。

合作與發(fā)射：與Planet公司的“聯(lián)姻”

谷歌并未獨自前行。為了加速計劃的推進(jìn)，谷歌選擇了與Planet公司合作。Planet是一家在遙感衛(wèi)星領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位的公司，擁有大量成熟的衛(wèi)星平臺和發(fā)射渠道。這種合作模式，對于谷歌而言，無疑大大提升了效率。

計劃中的兩顆原型衛(wèi)星，將搭載在同一枚火箭上發(fā)射，形成一個簡單的星座。它們將成為“捕光者計劃”的試驗田，驗證將AI算力送入太空的可行性，收集關(guān)鍵數(shù)據(jù)，并為未來更大規(guī)模的星座建設(shè)奠定基礎(chǔ)。

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太空算力競賽：

英偉達(dá)也把H100送上天

太空算力競賽的序幕已經(jīng)拉開，主要玩家紛紛亮出底牌。

谷歌的“陽光捕手計劃”最為系統(tǒng)化。該計劃提出建造由太陽能衛(wèi)星組成的緊湊型星座，這些衛(wèi)星搭載Google TPU，并通過自由空間光通信鏈路相連。

與此同時，英偉達(dá)則選擇了與初創(chuàng)公司Starcloud合作，在11月2日首次將H100 GPU送入太空，進(jìn)入約350公里高的超低地球軌道，展開為期三年的測試任務(wù)。這是人類第一次把數(shù)據(jù)中心級GPU發(fā)射入軌，標(biāo)志著“太空算力”正式進(jìn)入AI時代。

算力豹

英偉達(dá)這次行動的核心目標(biāo)非常明確：驗證數(shù)據(jù)中心級別的GPU能否在太空極端環(huán)境下穩(wěn)定運行。 在此之前，英偉達(dá)的芯片也曾上過太空，但那主要是Jetson系列等實驗級的小型計算模塊。這次，H100是真正的數(shù)據(jù)中心算力首次進(jìn)入軌道。

科技巨頭們的集體行動表明，太空算力已從科幻構(gòu)想轉(zhuǎn)變?yōu)榧夹g(shù)發(fā)展的下一前沿。

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技術(shù)挑戰(zhàn)：

輻射、散熱與編隊飛行的難題

將數(shù)據(jù)中心搬到太空并非易事，科技巨頭們面臨著一系列工程技術(shù)挑戰(zhàn)。

太空輻射是半導(dǎo)體芯片的“致命殺手”。谷歌為解決這一問題，對其Trillium TPU進(jìn)行了輻射耐受性測試。

研究人員通過粒子加速器模擬太空中的太陽輻射暴露，結(jié)果顯示TPU能夠“在相當(dāng)于五年任務(wù)壽命的總游離輻射劑量下存活，且沒有永久性故障”。

這一結(jié)果令人鼓舞，為太空計算奠定了基礎(chǔ)。

衛(wèi)星間通信是另一個主要挑戰(zhàn)。為了實現(xiàn)高帶寬連接，衛(wèi)星群必須保持異常緊密的間距，可能需在“數(shù)公里或更小”的范圍內(nèi)。

而現(xiàn)有衛(wèi)星系統(tǒng)的間距通常達(dá)120公里。

谷歌的解決方案是讓衛(wèi)星在近距離編隊飛行。他們已經(jīng)通過實驗室驗證，使用一對收發(fā)器成功實現(xiàn)了單向800Gbps（總計1.6Tbps）的傳輸速率。

熱管理在太空真空環(huán)境中同樣復(fù)雜。太空中沒有空氣，只能通過輻射散熱，這給大功率計算設(shè)備的冷卻帶來了特殊挑戰(zhàn)。

對于這些挑戰(zhàn)，中國科協(xié)2024年發(fā)布的重大工程技術(shù)難題報告中已有預(yù)見。報告指出太空計算中心需要突破五項關(guān)鍵技術(shù)：空間陣列組合開放式計算架構(gòu)技術(shù)、空間網(wǎng)絡(luò)化計算資源調(diào)度技術(shù)、多域信息實時分布式共享技術(shù)、結(jié)構(gòu)與散熱一體化的高能效計算節(jié)點物理架構(gòu)技術(shù)、內(nèi)生安全的面向云網(wǎng)融合操作系統(tǒng)工程化技術(shù)。

寫在最后：

面對這股太空算力熱潮，我們需要理性看待其前景與局限。

從更廣闊的視角看，太空計算代表了人類計算基礎(chǔ)設(shè)施的新可能。正如復(fù)雜的片上系統(tǒng)技術(shù)推動智能手機革命一樣，太空計算的規(guī)?；图苫矊⑼苿犹罩袩o限的可能。

但是太空計算中心不是萬靈藥。谷歌高級總監(jiān)Travis Beals坦言，盡管“陽光捕手計劃”具有巨大的擴(kuò)展?jié)摿?，但“沒有確定性可言”。

lixiangjing

算力豹主編