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.