Космическая эволюция: Google запускает амбициозный проект по созданию ИИ-инфраструктуры на орбите

Корпорация Google планирует разрабатывать спутниковую систему на орбите Земли для сбора солнечной энергии и питания своих дата-центров. Об этом сообщается в блоге компании.

В Google считают, что искусственный интеллект является ключевой технологией, способной изменить мир. Однако для полного раскрытия его потенциала требуется значительное количество вычислительных мощностей.

«Солнце — это основной источник энергии в солнечной системе, генерирующий в 100 триллионов раз больше энергии, чем всё, что производит человечество. На оптимальной орбите солнечные панели могут быть в восемь раз эффективнее по сравнению с наземными и обеспечивать постоянный доступ к солнечной энергии, что позволяет снизить потребность в батареях», — подчеркивают представители компании.

В будущем космическое пространство может стать идеальным местом для масштабирования искусственного интеллекта, и именно поэтому Google запустила «амбициозный исследовательский проект» под названием Suncatcher. Проект подразумевает создание компактных групп спутников, работающих на солнечной энергии и оснащенных тензорными процессорами (TPU) компании, связывающихся между собой при помощи оптических каналов.

Ожидается, что система будет функционировать в условиях постоянного солнечного освещения на низкой околоземной орбите, синхронизированной с Солнцем. В этих условиях устройства смогут непрерывно получать солнечный свет и максимизировать свою энергетическую эффективность.

В Google отмечают, что для успешной реализации проекта Suncatcher необходимо будет преодолеть несколько технологий.

Обеспечение межспутниковых коммуникаций

Крупные задачи машинного обучения требуют распределения заданий между множеством ускорителей с высокой пропускной способностью и минимальной задержкой.

Для достижения производительности на уровне наземных дата-центров необходимо создавать связь между спутниками, capable of supporting tens of terabits per second. Это можно обеспечить с помощью многоканальных плотных приемопередатчиков с мультиплексированием по длине волны и пространственным мультиплексированием, утверждают эксперты Google.

Для достижения необходимой пропускной способности потребуется мощность, которая в тысячи раз превышает типичную для традиционных систем.

«Входная энергия обратно пропорциональна квадрату расстояния, поэтому для решения этой проблемы спутники будут запущены в очень плотной конфигурации», — отмечается в блоге.

На данный момент команда начала тестировать этот метод, и в лабораторных условиях уже достигла скорости передачи данных в 800 Гбит/с в каждом направлении.

Управление спутниками

Высокоскоростные межспутниковые коммуникации требуют близкого расположения устройств.

Специалисты разработали модели для анализа орбитальной динамики объединенного кластера. Эти модели показывают, что размещая спутники на расстоянии всего лишь сотен метров друг от друга, удастся проводить небольшие маневры для обеспечения стабильного положения.

Устойчивость TPU к радиации

Чтобы ускорители ML работали эффективно, они должны выдерживать условия низкой орбиты Земли. В компании протестировали чип Trillium, и результаты оказались многообещающими.

Подсистемы памяти с высокой пропускной способностью начали проявлять нестабильность, превышая накопленную ионизирующую дозу, почти в три раза превышающую предполагаемую норму. Тем не менее, серьезных сбоев не зафиксировано.

Экономическая эффективность

Ранее высокие затраты на запуски были основным препятствием для развития космических систем. Однако анализ показал, что к середине 2030-х годов цены на запуски могут упасть ниже $200 за кг.

С такими показателями космический центр обработки данных сможет быть сопоставим по экономической эффективности с наземными дата-центрами.

Google также заметили, что основные вычисления не противоречат установленным физическим законам и не сталкиваются с неразрешимыми экономическими препятствиями.

«Тем не менее, остаются значительные инженерные задачи, такие как терморегулирование, высокая пропускная способность наземной связи и надежность орбитальной системы», — добавили в блоге.

Для решения возникших задач Google начнет с учебной миссии в сотрудничестве с Planet, в рамках которой планируется запуск двух прототипов спутников к началу 2027 года. В процессе эксперимента будут проверены работоспособность моделирования и оборудования в космосе.

Также напоминаем, что в мае 2025 года Китай запустил 12 спутников в рамках программы по созданию сети орбитальных суперкомпьютеров.