Project Suncatcher(图片来源:Google)

Google将于10月1日向近地轨道发射一颗搭载自研AI芯片的卫星。这也是Google首次在真实太空环境中对AI芯片进行在轨验证,并被视为其“在太空建设AI数据中心”长期计划Project Suncatcher迈出的第一步。

据Google及多家外媒9月24日消息,这颗AI计算卫星将搭乘SpaceX Falcon 9火箭,通过Transporter-18拼单发射任务进入轨道。卫星由Google与Planet联合开发,搭载4颗Google自研张量处理单元(TPU)。据介绍,这4颗TPU的整体算力相当于数据中心内一台服务器。

该卫星依靠约1千瓦太阳能供电,主要处理较为简单的AI请求。按计划,此次测试将持续约一年,卫星本体最长可在轨停留6年,之后进入大气层。

此次任务的核心目标,是验证TPU能否适应太空环境。火箭进入近地轨道过程中,航天器可能承受最高约10G的加速度,部分部件受力甚至可达50G至100G。为模拟发射阶段的振动环境,Google此前已完成三轴振动测试,并表示相关硬件已通过测试。

耐辐射能力也是本次验证重点之一。Google此前在加州大学戴维斯分校Crocker核研究所,利用质子束对TPU进行了辐照测试,以模拟太空辐射环境。辐射可能导致半导体发生“比特翻转”等错误。Google表示,早期测试显示,Trillium TPU可承受高于5年太空任务预期的总辐射剂量;而其在真实太空环境下的长期运行表现,将通过此次在轨测试进一步确认。

热管理同样是难点所在。由于太空处于真空状态,无法像地面数据中心那样依靠空气流动散热,Google正在开发将热管与散热片结合的冷却系统,并计划在轨验证其性能。消息称,当前卫星搭载的TPU单次可运行约15分钟,随后需要停机散热。因此,这次任务现阶段显然还谈不上进入大规模太空AI数据中心运营,而是首先验证太空AI计算硬件稳定运行所需的基础技术条件。

Project Suncatcher于去年11月首次对外披露。按照Google的设想,未来将在利用太阳能供电的卫星上部署TPU,并通过多星互联的方式,在太空中执行机器学习计算。Google称,近地轨道卫星几乎可持续获得阳光照射,在特定轨道条件下,其发电效率最高可达地面太阳能板的8倍。

Google也在推进卫星间通信技术。若多颗卫星以组网方式协同执行AI计算,对高速星间通信能力的要求将显著提升。Google目前正研究基于激光的自由空间激光通信技术,并计划在2027年再发射2颗卫星,继续开展相关测试。

与此同时,围绕“太空AI数据中心”的布局也在升温。SpaceX今年2月宣布与AI公司xAI整合时,提出了建设太空AI基础设施的构想。据称,SpaceX已向美国联邦通信委员会(FCC)申请部署至多100万颗具备AI计算能力的卫星。Blue Origin也在今年3月向FCC申请部署约5.2万颗可进行AI计算的卫星,项目名称为Project Sunrise。

随着AI计算持续推高电力需求,太空数据中心设想正受到更多关注。Google在2025年的研究指出,如果发射成本在2030年代中期继续下降,并降至每公斤200美元以下,那么太空数据中心的发射和运营成本,或可接近地面数据中心的电力成本水平。不过,热管理、星间高速通信以及在轨系统可靠性等技术挑战,仍有待解决。

整体来看,此次发射将成为Project Suncatcher从概念走向实测的关键一步。Google希望借此在真实太空环境中验证TPU的耐久性、辐射承受能力及散热表现,并将测试结果用于后续卫星式AI计算基础设施设计。

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