来自奥飞斯量子比特的 Cressy |公众号Qbitai nvidia与Google竞相上天！搭载 NVIDIA H100 的卫星本月被送入太空，谷歌也不甘落后——CEO 皮查伊表示 TPU 也将发射，首批两颗卫星将于 2027 年初落座。未来，两家公司都计划在太空建设吉瓦级数据中心。网友表示，在太空部署算力的想法真的很酷。不过，这条赛道上的领头羊并不是英伟达或谷歌，而是一家来自中国的公司，该公司早前就已经开始了太空算力的布局。 AI芯片即将上天堂。英伟达芯片要上天了，主要是星云这家初创公司的启动计划所消耗的。本月全面发射的星云一号卫星带来了H100，它重60公斤，大小与小冰箱差不多。选择NVIDIA芯片的原因是StarCloud需要具备性能与地球上的数据中心相当，NVIDIA GPU 在训练、微调和推理方面拥有最佳性能。 StarCloud-1将从合成孔径雷达（SAR）卫星星座接收数据，在太空中实时处理数据并将其发送回地球。同时，StarCloud也是谷歌“毕业生”的初创云AI加速器项目。它计划利用H100在轨道上运行谷歌的开源gemma，证明在太空运行大规模语言模型的可行性。 StarCloud 将于明年初推出商业服务，随后计划在 Blackwell 推出 espassion。最终目标是建设一个功率为5吉瓦、跨度约2.5英里（约4公里）的轨道数据中心。 CEO Philip Johnston还预测，10年内，所有新的数据中心都将建在太空中。谷歌从小规模起步，计划将自己的 TPU 送入太空。两颗原型卫星预计将于 2027 年初发射。谷歌将该计划命名为“Project Suncatcher”。原因是计算星座中的卫星全部由太阳能供电，它们之间的通信链路也将通过自由空间光通信来实现。前两颗原型卫星将测试谷歌TPU在太空中的实际运行情况，验证光通信链路，并探索该机器执行分布式计算任务的可行性。从长远来看，谷歌的最终目标是在太空建立千兆瓦级数据中心。太空扩张的优势与挑战两家公司都展示了在太空部署计算设施的优势，谷歌也专门为此发表了一篇论文。首先是成本优势。 StarCloud提供的数字认为，即使算上发射成本，太空能源的成本也仅为地面解决方案的1/10。谷歌在这里提供了更精确的计算。假设Leo的发射成本降至每公斤200美元，卫星平均年功率单位可降至每千瓦年810美元，相当于目前美国数据中心成本范围570美元至3000美元。并且palaunch的成本呈现下降趋势。以SpaceX为例，历史数据显示，其年发射负载能力翻了一番，单价下降了20%。如果维持这条曲线，预计到2035年每公斤发射成本可降至200美元以下。当马斯克的星舰重复使用时，发射成本有望降至每公斤60美元甚至15美元，并且成本持续加速下降。成本低廉的一个重要原因是电力更容易获得——谷歌的一篇论文显示，太阳能的发电量超过了人类发电总量的100万亿倍。在合适的轨道上，太阳能电池板的效率可以是地球上的 8 倍，并且可以几乎连续发电，从而减少对电池的需求。接下来是散热。与地球上许多依靠蒸发塔和淡水进行冷却的数据中心不同，StarCloud数据中心可以利用深空的真空作为无限散热器。英伟达和星云联合开发了隔热架构，通过卫星外壳的高导热材料将H100的热量传导到表面，然后以红外辐射的形式释放到太空。另外，还有在轨卫星数据处理——如果将其他卫星产生的数据传回地球进行计算，会消耗大量的通信资源。天基卫星可以在轨道上完成计算，只需将计算结果回移，从而减少通信压力。星云对SAR卫星数据的处理就是在这条道路上的一次尝试。谷歌更多验证的一边。例如，对于通信链路，现成的DWDM模块（如400G PM-16QAM光模块）已在实验中成功实现800Gbps单向（1.6Tbps双向）短距离光通信，证明此类模块可以用于小规模卫星集群。还有大型卫星的控制。谷歌的模型表明，适度的轨道机动对于维持星座的稳定运行是必要的。 TPU还具有抗辐射能力。谷歌表示，即使是敏感的 HBM 组件，在累积剂量达到 2000RAD(SI) 后也会开始出现异常，这几乎是预期五年任务剂量的三倍。所以总的来说，天基机器学习计算的基本概念不受基本物理定律或不可估量的经济约束的约束，但仍然存在许多重大的工程挑战，例如热管理、高带宽地面通信和在轨系统的可靠性。国产算力卫星已投入常规商用。 StarCloud 刚刚将 H100 发射升空。谷歌的 TPU 等待了一年多才进入该领域。然而，距离我国首个空间算力星座发射已经过去了快半年的时间。今年5月，浙江实验室“三体计算星座”首批12颗卫星送入预定轨道。每一颗兰班达旺计算卫星都具备空间计算和空间互联的能力，还配备了浙江实验室，负责赛斯伯恩智能计算机、天基模型等空间计算软硬件的开发，实现了“算力在天、在轨组网、模型在天”。与传统卫星相比，计算卫星将单颗卫星的计算能力从T级提升到P级。钍第一星座在轨计算能力达到5Pops，大幅提升单星高性能空间计算能力。这些卫星还可以形成类似“互联网”的互连。卫星之间采用激光通信，通信速度可达100Gbps。而今年9月份，Constellation实现了正常商业运营。如今，有了NVIDIA和谷歌的加入，这场Space AI的竞赛变得更加精彩。 [1] https://blogs.nvidia.com/blog/starcloud/?linkId=100000388085273
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