Космические дата-центры: энергия без границ
Современные ИИ-модели потребляют огромное количество энергии, заставляя крупные технологические компании рассматривать космос как потенциальное место для размещения вычислительных мощностей. Постоянное солнечное излучение в орбитальных зонах даёт до восьмикратного увеличения годовой энергии по сравнению с наземными аналогами, а отсутствие конфликтов за землю и воду делает эту идею привлекательной.
SpaceX и Blue Origin уже активно прорабатывают концепции орбитальных дата-центров. У Blue Origin команда работает над проектом более года. По заявлениям Илона Маска, обновленные спутники Starlink с возможностями искусственного интеллекта смогут обеспечить суммарную мощность до 500 гигаватт в год. Это ключевой элемент стратегии оценки SpaceX в $800 млрд.
Масштабирование через спутниковые рои
В отличие от монолитных конструкций, исследователи предлагают использовать рои — группы небольших спутников. Для замены одного наземного дата-центра мощностью 1 гигаватт потребуется около 10 000 спутников класса 100 киловатт каждый. Такая мощность соответствует новым спутникам Starlink v3.
Для максимального использования солнечной энергии спутники должны двигаться по «рассветно-закатной» орбите. Основная проблема здесь — организация связи между вычислительными узлами. Вместо оптоволоконных кабелей потребуются лазерные соединения через свободное пространство (Free-Space Optics).
Чтобы достичь скорости передачи данных в несколько терабит в секунду, спутники должны находиться на расстоянии всего в несколько сотен метров друг от друга.
Одна из предложенных конфигураций объединяет 81 спутник в радиусе одного километра. Близкое расположение позволяет использовать коммерческие оптические трансиверы и применять параллельные лазерные каналы для увеличения пропускной способности.
Радиационные риски для обучения моделей
Электроника в космосе подвергается постоянному воздействию радиации, что может вызывать сбои или повреждение чипов. Для тестирования устойчивости ИИ-чипов Google шестого поколения Trillium TPUs их подвергли облучению протонными пучками на циклотроне с энергией 67 МэВ, имитируя пятилетний срок службы на низкой околоземной орбите.
Аппаратное обеспечение выдержало общую дозу без постоянных повреждений, однако были зафиксированы «единичные события» — случайные изменения битов памяти. Хотя такой уровень ошибок допустим при работе готовых моделей (инференсе), он представляет серьёзный риск для процесса обучения новых моделей. Незамеченная ошибка может испортить дни вычислений, поэтому необходимы надёжные механизмы коррекции ошибок.
Экономическая целесообразность зависит от Starship
Техническая реализуемость напрямую связана со стоимостью вывода грузов на орбиту. По данным исследования Google, цена за килограмм должна упасть до $200 для конкурентоспособности с наземными дата-центрами.
Команда Google возлагает большие надежды на Starship. При достижении полной многоразовости и использовании компонентов до 100 раз внутренние затраты SpaceX могут составить менее $15 за килограмм. Даже с высокой маржой прибыли клиентская цена ниже $200 за килограмм возможна уже к середине 2030-х годов.
Тепловые проблемы остаются главным препятствием
Помимо радиации и стоимости, термодинамика является главным врагом высокопроизводительной электроники в условиях космоса. В вакууме отсутствует воздух для конвекционного охлаждения — тепло может рассеиваться только через излучение.
Управление теплом считается одной из самых важных задач оптимизации для работы плотных TPUs в условиях вакуума.
Google делает ставку на пассивную систему тепловых трубок и специализированных радиаторов для повышения надёжности и исключения механических точек отказа активных насосов. Плотная группировка спутников создаёт дополнительную проблему: необходимо избегать взаимного затенения, которое блокирует не только сбор энергии, но и излучение тепла соседним спутникам.