马斯克造星链,劈柴造算链,谷歌官宣TPU上天计划,地球装不下了

电不够用了,这可能是当下AI巨头们面临的最实际问题。

就在英伟达宣布太空计划不久,谷歌也坐不住了。谷歌CEO劈柴最近官宣了一个听起来颇具科幻色彩的项目:"Project Suncatcher"(捕日者计划)。

简单来说,就是要把TPU芯片送上太空,直接用太阳能给AI算力充电。这听起来像是某部科幻电影的情节,但谷歌显然是认真的,他们已经定下了时间表:2027年发射两颗原型卫星。

这个思路确实挺有意思,地球上的数据中心现在就像一群饿极了的巨兽,吃电的速度越来越快。而太阳每秒输出的能量高达3.86×10^26瓦,是人类总发电量的100万亿倍以上。

在太空中,太阳能板的发电效率能比地面高出8倍,而且几乎能24小时不间断工作。这账怎么算都划算,前提是你能把设备送上去,并让它们正常运转。

谷歌的方案跟常规思路不太一样。他们不打算在太空建发电站然后把电传回地球,而是直接在轨道上组建一个由卫星构成的"数据中心"。

这些卫星会运行在晨昏太阳同步轨道上,那里几乎能持续晒到太阳,不用配备太多笨重的电池。多颗卫星之间通过激光通信连接,形成一个漂浮在太空中的超级计算集群。这个想法大胆得有点离谱,但技术层面似乎也不是完全没戏。

技术门槛:让卫星像数据中心一样沟通

最大的难题其实不是发射本身,而是怎么让这些卫星像地面数据中心里的服务器那样高效协作。

地面上的TPU超级计算机之间,数据传输速度能达到每秒数百吉比特。但现在商用的卫星间通信技术,速度只有1-100Gbps,差距悬殊。

谷歌的解决方案听起来有些极端:让卫星飞得特别近,距离控制在几百米到几公里之间。距离近了,信号衰减就小,就能用上地面数据中心那种高速光纤通信技术,目标是实现每秒10太比特的传输速率。

他们已经在实验室验证了单向800Gbps的传输,总速率达到1.6Tbps,这至少证明方向是对的。

相关论文(来源:Google)

但让几十颗甚至上百颗卫星保持如此紧密的编队飞行,难度可不小。谷歌团队为此开发了一套复杂的轨道动力学模型,考虑了地球引力场的不规则性、大气阻力等各种干扰因素。

他们的模拟显示,在650公里高度的轨道上,81颗卫星组成的集群中,相邻卫星间的距离会在100-200米之间波动。

这需要非常精密的轨道控制系统,稍有不慎就可能发生碰撞。不过好消息是,初步计算表明只需要适度的轨道调整,就能维持星座的稳定。

还有个更现实的问题:太空辐射。宇宙射线会损坏芯片,这是所有太空电子设备都要面对的挑战。谷歌把他们最新的Trillium架构TPU拿到粒子加速器里,用67MeV的质子束轰击测试。

结果还算让人放心,芯片在累积辐射剂量达到2 krad时才开始出现异常,这是预期五年任务总剂量的近三倍。最极端的测试中,单颗芯片承受了15 krad的辐射也没彻底挂掉。

这意味着加上适当的屏蔽防护,TPU在太空中服役五年问题不大。

钱的问题:发射成本正在快速下降

所有的技术方案最终都要回到一个现实问题:值不值?

以前,太空项目最大的拦路虎就是天价发射费用。但谷歌分析了历史数据和未来预测后发现,随着SpaceX等公司推动的火箭回收技术成熟,发射成本正在快速下降。

按照目前的趋势,到2030年代中期,发射价格可能降到每公斤200美元以下。在这个价格水平上,天基数据中心的发射和运营成本,跟同等规模地面数据中心的电费开支相比,居然能打个平手。

当然,这只是理想情况下的估算。实际操作中还有无数工程难题等着解决:怎么在太空中散热?设备坏了怎么维修?通信延迟会不会影响训练效率?这些问题目前都还没有完美答案。

但不得不说,谷歌这次展现出的决心挺足。他们已经跟卫星公司Planet敲定了合作,2027年的原型卫星发射不是说说而已。

其实,个人感觉这个项目更像是在为十年后、二十年后的AI发展提前布局。现在地球上的电力供应还勉强够用,但按照AI算力需求每年翻倍的速度,用不了多久就会遇到能源瓶颈。

与其到时候手忙脚乱,不如现在就开始探索替代方案。太空数据中心也许短期内不会成为主流,但作为一个技术储备方向,还是挺有前瞻性的。

况且,这种探索过程中产生的副产品:比如超高速光通信技术、紧密编队飞行控制系统,本身就有巨大的商业价值。

说到底,这场"捕日者"计划能否成功,现在下结论还太早。

但至少证明一点:当地球装不下AI的野心时,科技巨头们已经开始认真考虑向太空要资源了。

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更新时间:2025-11-10

标签:科技   地球   计划   太空   数据中心   轨道   技术   芯片   地面   太阳   剂量   距离

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