На Земята технологичните лидери вече влагат десетки милиарди долара в изграждането на центрове за данни, за да си осигурят изчислителната мощност, необходима за развитието на изкуствения интелект. Google вече проверява дали част от тази инфраструктура един ден може да бъде преместена и извън планетата.

На 1 октомври компанията изпрати в Космоса прототипен сателит по проекта Project Suncatcher, оборудван с нейни Tensor Processing Units (TPU) - специализираните AI чипове на Google и един от основните ѝ технологични отговори на графичните процесори на Nvidia. Сателитът е разработен в партньорство с Planet и е изведен в орбита с мисията Transporter-18 на SpaceX.

Това е първият път, когато Google изпраща свои усъвършенствани AI процесори в Космоса. Компанията вече е установила контакт със сателита и съобщава, че системите му работят според очакванията.

Мисията е само първа стъпка от значително по-амбициозна идея: създаването на мрежи от свързани сателити, които един ден да работят като центрове за данни в орбита.

Преди това да стане възможно обаче, Google трябва да отговори на далеч по-базов въпрос: могат ли съвременните AI чипове изобщо да работят надеждно в Космоса? Именно това ще провери настоящата мисия.

Според компанията прототипът ще покаже как TPU процесорите се държат при реалните условия в Космоса - от силните вибрации при изстрелването и космическата радиация до резките температурни промени в орбита.

Starship на SpaceX променя космическия пазар, а оттеглянето на Falcon 9 отваря възможност за Европа

Едно от основните предизвикателства е охлаждането. На Земята центровете за данни използват въздушни или течни системи, за да отвеждат топлината от мощните чипове. В Космоса това е много по-трудно, защото няма въздух, който да поема и разсейва топлината.

Google разработва специална система за отвеждане на топлината от чиповете, която вече е тествана на Земята при условия, наподобяващи тези в Космоса. Сега компанията ще провери как се представя технологията в реална орбитална среда.

Според TechCrunch TPU системата на прототипа ще работи на интервали от около 15 минути, за да не се натоварват прекомерно електрозахранването и системата за контрол на температурата. Сателитът трябва да осигурява около един киловат постоянна мощност за хардуера, докато инженерите пускат различни AI модели и следят за потенциални грешки.

„Провеждали сме тестове на Земята, но няма изпитване, което напълно да замени реалните условия“, обяснява пред изданието Травис Бийлс, директорът в Google, който ръководи Project Suncatcher.

От един сателит към цяла изчислителна мрежа

Настоящият прототип е базиран на стандартна сателитна платформа на Planet. Следващият етап вече ще бъде значително по-близо до визията на Google за орбитална AI инфраструктура.

През 2027 г. компанията планира да изпрати два специално разработени сателита, които трябва да комуникират помежду си чрез лазерна връзка. Бъдещите версии могат да разполагат с десетки TPU чипове на един сателит.

SpaceX изстреля Starship в орбита за първи път

Това е съществено технологично предизвикателство. Съвременните големи AI модели не работят на един процесор, а на мащабни клъстери от взаимосвързани чипове. За да се използва подобна система в орбита, връзката между отделните сателити трябва да осигурява много висока пропускателна способност и минимално закъснение.

Google сравнява необходимата прецизност на лазерните връзки с уцелването на мишена с размер на монета от километри разстояние, докато и двете страни са в движение.

Дългосрочната стратегия на компанията предвижда изчислителен клъстер от 81 сателита, които летят в близка формация и паралелно обработват AI задачи. По думите на Бийлс Google проектира инфраструктурата не само за настоящите модели, но и с оглед на изчислителните натоварвания през следващите пет или повече години.

Защо изобщо центрове за данни в Космоса?

Аргументът на Google започва от енергията. В ниска околоземна орбита сателитите могат да имат достъп до почти постоянно слънчево осветление. Според изчисленията на компанията това би позволило генерирането на до осем пъти повече слънчева енергия в сравнение с аналогични системи на Земята.

Това е привлекателна перспектива в момент, когато бързото развитие на AI инфраструктурата увеличава потреблението на електроенергия и поставя технологичните компании под натиск да намират нови източници за захранване на своите центрове за данни.

Има обаче очевиден проблем: изпращането на огромни количества хардуер в орбита все още е прекалено скъпо. Именно тук влиза SpaceX.

Лазерите влизат в реален тест за пренос на енергия в Космоса

Google разчита цената на изстрелванията да се срине

Заедно с първия си космически експеримент Google публикува и рецензирана научна статия за орбиталната изчислителна инфраструктура в списание Joule. Компанията уточнява, че анализът не е икономическо проучване за търговската жизнеспособност на подобни центрове за данни, но очертава условията, при които концепцията би станала по-реалистична.

Ключово сред тях е значителното намаляване на разходите за извеждане на товар в Космоса.

Според анализа, цитиран от TechCrunch, историческата тенденция за понижаване на разходите при SpaceX дава основание да се разглежда сценарий, при който цената за извеждане на товар в орбита може да се доближи до 200 долара за килограм до 2035 г.

За да се запази подобна тенденция обаче, Starship би трябвало да изведе общо около 370 000 тона товар в орбита.

При полезен товар от 200 метрични тона на полет това би означавало около 1800 изстрелвания през следващото десетилетие, или средно по 180 годишно.

SpaceX има значително по-амбициозни цели. Илон Мъск е заявявал, че Starship в крайна сметка може да достигне много висока честота на полетите. Засега обаче това остава заявена цел, а не доказан оперативен капацитет.

Центрове за данни в космоса: Четири големи препятствия за амбициозния график на Илон Мъск

Един от по-обнадеждаващите резултати за Google идва от тестовете на TPU процесорите при излагане на космическа радиация.

Компанията е подложила своите Trillium TPU чипове на протонно облъчване в Crocker Nuclear Laboratory към Калифорнийския университет в Дейвис, докато на тях са работели AI приложения. Целта е да се проследи дали радиацията води до грешки в паметта и логическите схеми на процесорите.

След първоначалните тестове Google повтаря част от изпитванията, след като установява, че първата конфигурация е осигурявала по-добра защита на чиповете, отколкото те биха имали в реална космическа среда.

При по-реалистични условия броят на грешките се увеличава, но резултатите остават достатъчно добри, за да дадат на компанията увереност, че процесорите могат да работят през приблизително петгодишния жизнен цикъл на един сателит.

При стандартни задачи за AI inference, при които вече обучен модел обработва информация и генерира резултати, Бийлс определя честотата на грешките като много ниска - около една на милион операции.

Проблемът става по-сериозен при мащабно обучение на модели, когато хиляди чипове работят непрекъснато в продължение на месеци. В такъв мащаб дори много ниска честота на хардуерни грешки може да се превърне в съществен проблем.

Google не е единствената компания, която експериментира с изчисления в орбита. Същата мисия на SpaceX превозва над 100 различни товара, включително AI проекти на Satlyt и Cowboy Space Company.

Satlyt разработва софтуер, който позволява на сателитите да обработват повече информация директно в Космоса, вместо да изпращат всички сурови данни обратно към Земята. При Google обаче амбицията е в значително по-голям мащаб.

Project Suncatcher не е просто тест дали AI модел може да работи на отделен сателит. Google разглежда проекта като дългосрочно изследване на възможността част от инфраструктурата, необходима за изкуствения интелект, един ден да бъде изградена извън Земята.

Засега между тази идея и реализацията на орбитален център за данни стоят сериозни технологични и икономически предизвикателства: по-евтини и чести ракетни изстрелвания, сателити с достатъчно мощност, ефективно охлаждане във вакуум, надеждни лазерни връзки и хардуер, способен да работи години наред под въздействието на космическата радиация.

Първият TPU на Google в орбита няма да реши тези проблеми. За първи път обаче компанията може да ги тества в средата, в която бъдещият ѝ център за данни действително трябва да работи - в Космоса.