Оглавление

Искусственный интеллект переходит на орбиту — Google Research пишет о проекте Suncatcher, который предполагает создание компактных созвездий спутников с TPU-ускорителями для машинного обучения. Эти орбитальные вычислительные кластеры будут питаться от солнечной энергии и соединяться оптическими линиями связи.

Космические преимущества вычислений

Ключевая идея проекта — использование космического пространства как оптимальной среды для масштабирования ИИ-инфраструктуры. Солнечные панели на орбите могут быть в 8 раз продуктивнее, чем на Земле, обеспечивая почти непрерывное энергоснабжение без необходимости в массивных аккумуляторах. Солнце излучает больше энергии, чем все электростанции человечества вместе взятые, умноженные на 100 триллионов раз.

Идея разместить дата-центры на орбите выглядит одновременно гениально и безумно. С одной стороны — неограниченная солнечная энергия и отсутствие земных ограничений по площади. С другой — инженерные кошмары: радиация, температурный режим и сложность обслуживания. Но если Google удастся это реализовать, мы получим принципиально новую архитектуру облачных вычислений.

Технические вызовы проекта Suncatcher

Скорость межспутниковой связи

Для распределенных ML-задач требуется высокоскоростное соединение между ускорителями. Google планирует достичь десятков терабит в секунду между спутниками, используя:

  • Многоканальные DWDM-трансиверы
  • Пространственное мультиплексирование
  • Сближение спутников на расстояние в километры

Лабораторные тесты уже показали скорость 1.6 Тбит/с на одной паре трансиверов.

Орбитальная динамика

Спутники будут работать на солнечно-синхронной орбите на высоте около 650 км, где они постоянно освещены солнцем. Для поддержания стабильных формирований используются:

  • Уравнения Хилла-Клохесси-Уилтшира
  • Дифференцируемые модели на основе JAX
  • Учет неоднородностей гравитационного поля Земли

Расстояние между соседними спутниками составит всего 100-200 метров.

Радиационная стойкость TPU

Тестирование TPU Trillium в протонном пучке показало впечатляющие результаты:

  • Память HBM начала сбоить только при дозе 2 крад(Si)
  • Это в 3 раза выше ожидаемой пятилетней миссии
  • Никаких критических отказов до 15 крад(Si)

TPU оказались неожиданно радиационно-стойкими для космических применений.

Экономическая целесообразность

Исторически высокая стоимость запусков была главным препятствием для космических систем. Однако анализ Google показывает, что к середине 2030-х цена может упасть ниже $200 за килограмм. На этом уровне затраты на запуск и эксплуатацию космического дата-центра станут сравнимы с энергетическими расходами наземных аналогов.

Перспективы развития

Следующий этап — совместный с Planet запуск двух прототипов спутников к началу 2027 года. Этот эксперимент позволит проверить работу TPU в реальных космических условиях и валидировать использование оптических межспутниковых соединений.

Хотя концепция космических вычислений для ИИ не противоречит фундаментальным физическим законам и экономическим ограничениям, предстоит решить серьезные инженерные задачи: тепловое управление, высокоскоростная связь с Землей и надежность орбитальных систем.