Это будут спутниковые группировки, поддерживающие связь по лазеру.
Данные для компьютерной отрасли надо обрабатывать в космосе, полагают в Google, SpaceX и Blue Origin. На орбиту уже отправился экспериментальный спутник с самым мощным в истории космонавтики процессором.
Техномиллиардеры предлагают смелое решение — разместить дата-центры на околоземной орбите. Солнечные батареи обеспечат их энергией, а экологические издержки будут только на этапе производства и запуска.
Джефф Безос, основатель Amazon и владелец космической компании Blue Origin, считает, что в ближайшие 20 лет космические дата-центры станут рентабельнее наземных. В марте 2025 года бывший главный исполнительный директор Google Эрик Шмидт приобрел компанию Relativity Space, работающую над производством космических ракет с помощью 3D-печати. Позже бизнесмен уточнил, что его интересует именно создание космических дата-центров. Илон Маск недавно заявил в социальной сети, что его компания SpaceX займется созданием дата-центров на основе спутников Starlink третьей модификации (Starlink V3). Не остается в стороне и Google: 4 ноября компания опубликовала пресс-релиз о проекте Suncatcher («Ловец солнца»). Корпорация планирует запустить в космос «экспериментальную миссию» (learning mission) к началу 2027 года.
Между тем 2 ноября ракета Falcon 9 компании SpaceX вывела на орбиту спутник Starcloud-1, принадлежащий стартапу Starcloud. На борту небольшого аппарата весом 60 кг — новейший графический процессор Nvidia H100. Этот процессор, представленный всего два года назад, вероятно, самый мощный из когда-либо побывавших в космосе. Цель испытаний, рассчитанных на 11 месяцев — проверить, как он поведет себя на орбите. Космический стартап, основанный менее двух лет назад, уже ведет разговоры о космическом дата-центр мощностью 5 GW, запитанном от солнечной батареи площадью 4 км2.
Прежде всего, на какую орбиту запускать дата-центр? Хорошо было бы висеть над одной точкой земной поверхности, чтобы иметь постоянную связь с Землей. Это означает геостационарную орбиту высотой около 36 000 км. Запуск на нее — дорогое удовольствие, к тому же она плотно забита спутниками связи. Авторы препринта предлагают иное решение: орбиту «восход-закат» на высоте 650 км. На такой орбите для спутника не наступает ночь. Его солнечные батареи постоянно освещены либо восходящим, либо заходящим Солнцем, в зависимости от того, над каким полушарием планеты он находится.
Но тут же появляется первая трудность: непрерывной связи с дата-центром не получится. На такой низкой орбите спутник будет ненадолго показываться в поле зрения наземных станций и возвращаться лишь на следующем обороте. В совокупности речь может идти, наверное, о нескольких часах связи в сутки. Как передать в дата-центр гигантские объемы информации, которые он должен обрабатывать, и выгрузить результаты? Авторы не предлагают ответа, ограничиваясь замечанием, что связь с Землей можно поддерживать по лазерному лучу. Лазерная связь «космос — Земля» уже опробована. В экспериментах достигнута скорость передачи данных 200 Гбит/с. Это примерно соответствует пропускной способности оптоволоконных линий связи с дата-центрами, но они-то подключены круглосуточно.
Запустить на орбиту аппарат размером и массой с современный дата-центр практически невозможно. Эксперты предлагают изящный выход: дата-центр должен быть не монолитным сооружением, а группировкой из десятков спутников, поддерживающих связь между собой опять-таки по лазерному лучу. Однако коммуникация между разными частями дата-центра должна быть еще быстрее — до 10 Тбит/с. Авторы предлагают добиться этого, заставив спутники летать невиданно тесным роем. На скорости почти 8 км/с придется выдерживать расстояние между соседними аппаратами всего 100–200 метров. Оно еще и будет непрерывно колебаться, подчиняясь законам небесной механики. Это при том, что гравитационное поле над разными точками Земли несколько отличается — в нем есть свои «ямы» и «горки». Да и остатки атмосферы будут подтормаживать спутники. Авторы признают, что подобный высший пилотаж выходит за пределы доступных технологий, но надеются, что ИИ обеспечит нужную точность управления.
Застарелая боль космических инженеров — уязвимость электроники перед космическим излучением. Заряженные частицы, несущиеся сквозь Вселенную, проникают в микросхемы. В лучшем случае это может вызвать сбой в работе, а в худшем — полный выход из строя. Поэтому в космос летает особая радиационно-стойкая электроника. За эту устойчивость приходится расплачиваться снижением вычислительной мощности. До запуска Starcloud-1 самым мощным процессором вне Земли, видимо, обладал марсианский вертолет Ingenuity. На его борту стоял Snapdragon 801 — довольно заурядный процессор для смартфона с тактовой частотой 2,26 ГГц. Межпланетный перелет он провел выключенным, а космическое излучение опасно только для включенной электроники. Бортовой компьютер Ingenuity включили только в атмосфере Марса, обеспечивающей какую-никакую защиту от радиации.
Специалисты Google заявляют, что провели эксперименты над собственными процессорами TPU V6e Trillium Cloud. Экспериментаторы облучали технику протонами с энергией 67 МэВ, имитирующими космические лучи. Процессоры продолжали работать без существенных сбоев, даже получив дозу значительно выше расчетной. Это интересный результат, но обольщаться не стоит. Космические лучи имеют сложный состав, в них встречаются и частицы намного большей энергии. Вообще воспроизвести эффект длительного космического облучения в кратком наземном эксперименте — непростая задача. Решающими станут испытания коммерческих процессоров на орбите, начало которым положил Starcloud-1. Однако довольно сложно поверить, что все эти годы огромная космическая отрасль сидела на «вычислительной диете» без веских причин.
<iframe width="446" height="793" src="https://www.youtube.com/embed/ZLGt4gM9dSE" title="Nvidia запускает ДАТА-ЦЕНТРЫ в КОСМОС! ИИ на орбите Земли" frameborder="0" allow="accelerometer; autoplay; clipboard-write; encrypted-media; gyroscope; picture-in-picture; web-share" referrerpolicy="strict-origin-when-cross-origin" allowfullscreen></iframe>
