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Google 啟動 Suncatcher 實驗:把 TPU 送上太空測試軌道算力

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Google 宣佈將通過 SpaceX 發射首顆原型衛星,實測 Trillium TPU 在軌道中的執行表現。地面測試顯示其晶片能承受超 5 年任務的輻射。Google 試圖利用太空中高出地面 8 倍的太陽能,探索軌道資料中心,並計劃在 2027 年測試雙星雷射互聯。

Google 啟動 Suncatcher 實驗:把 TPU 送上太空測試軌道算力
圖:blog.google

地面的資料中心還在為找電、找水發愁,科技巨頭已經把目光投向了地球之外。

Google 披露了名為 Project Suncatcher 的長期登月專案細節。下週,一顆與衛星公司 Planet 合作開發的原型衛星將搭乘 SpaceX 的 Transporter-18 拼車任務升空。這顆衛星的核心任務只有一個:把 Google 的 Trillium TPU 晶片送入近地軌道,看看 AI 算力到底能不能在太空中活下來。

先扛過 100g 衝擊,再被質子束轟擊

把 AI 晶片送上天,第一道難關是火箭發射時的物理折磨。

火箭升空進入近地軌道大約需要 10 分鐘。在這期間,航天器整體要承受高達 10 倍重力加速度的載荷與強烈震動,而內部的 TPU 晶片等獨立元器件,瞬間承受的衝擊力甚至可能達到 50 到 100g。Google 團隊在地面把衛星架在三個軸向上瘋狂震動以模擬發射頻率,硬體撐過了測試。

更大的麻煩在脫離大氣層之後。太空中的宇宙射線和太陽高能粒子隨時會讓電子元件出現位元翻轉等錯誤。

為此,Google 先把 Trillium TPU 放進了加州大學戴維斯分校的克羅剋核實驗室,一邊用質子束轟擊晶片,一邊讓它持續跑 AI 任務。初測資料顯示,這些晶片扛住了超過五年太空任務總劑量的電離輻射,但這畢竟是在地面,真實的太空環境依然得靠下週的發射來驗證。

沒風怎麼吹散熱,隔空還要打硬幣

就算晶片沒被震碎、沒被輻射打壞,真空中還有個極其棘手的物理常識:太空中沒有空氣對流。

TPU 這類高功耗晶片發熱極為集中,在地面靠風冷或液冷把熱量帶走,但在真空裡,散熱只能完全依靠熱管將熱量匯出並由輻射散熱板向外輻射。Google 目前在模擬太空環境的熱真空室裡完成了測試,這次發射將實地檢驗這套散熱方案的成敗。

按照 Google 的設想,未來的軌道資料中心不會是一顆孤零零的衛星,而是大量衛星組成的叢集,每顆攜帶數十顆 TPU。為了讓這些分散的節點組成算力網路,衛星之間需要極高頻寬的雷射通訊。

目前現有的太空雷射技術大多針對長距離、低頻寬場景,而 Google 需要的是超短距離、極高頻寬。在高速運動中保持這種連線,精度要求相當於從幾英里外精準擊中一枚硬幣。Google 計劃在 2027 年發射兩顆衛星,專門測試這一雷射互聯技術。

為什麼重要

在近地軌道部署算力,最誘人的地方在於近乎無盡的能源。在軌道上,衛星可以獲得近乎持續的日照,太陽能發電效率最高可以達到地面的 8 倍。

我們認為,Google 這項研究看起來是在為十年後的算力瓶頸做極早期的工程探路。目前普通開發者和企業完全不需要去操心太空算力怎麼呼叫,這距離真正的商用服務還差著極其遙遠的距離。

但從行業競爭來看,這一步走得相當敏銳。地面 AI 資料中心正在迅速撞上電力供應、用地審批和環保冷卻的水電天花板,誰能跳出地面資源的存量爭奪,誰就在超長線基礎設施上佔了身位。

不過隱患也同樣明顯。把晶片送上天成本極其高昂,硬體一旦在軌損壞幾乎無法維護,高頻寬低延遲的星間互聯也是世界級工程難題。Google 現在做的不是立刻建太空資料中心,而是把最底層的生存機率逐一摸清楚。

來源 (1)

  1. [1]
    blog.google(在新分頁開啟)原文blog.google

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