«Google запускает космическую инициативу для революции в ИИ: солнечные спутники на службе дата-центров»

Корпорация Google намерена разработать спутниковую систему на низкой околоземной орбите для получения солнечной энергии, которая будет использоваться для питания своих дата-центров. Об этом сообщается в блоге компании.

В Google считают, что искусственный интеллект является ключевой технологией, способной трансформировать мир, но для раскрытия его полного потенциала необходимо множество вычислительных ресурсов.

«Солнце является первоисточником энергии в нашей солнечной системе, излучая в 100 триллионов раз больше энергии, чем все человеческие усилия за всю историю. На должной орбите эффективность солнечных панелей может увеличиться в восемь раз по сравнению с наземными, обеспечивая практически непрерывный сбор энергии и снижая зависимость от аккумуляторов», — утверждает компания.

В дальнейшем космическое пространство может стать наилучшим местом для масштабирования искусственного интеллекта, что вдохновило Google на запуск “амбициозного исследовательского проекта” Suncatcher. Этот проект включает создание компактных групп спутников, работающих на солнечной энергии и оснащенных тензорными процессорами (TPU) компании, соединенными оптическими каналами связи.

Предполагается, что система будет функционировать в зоне низкой околоземной орбиты, которая постоянно освещена солнцем. В такой области устройства смогут получать солнечную энергию почти без перерывов и максимально эффективно использовать ее.

Для реализации проекта Suncatcher предстоит решить множество сложных задач, отмечают специалисты Google.

Организация межспутниковой связи

Масштабные задачи машинного обучения требуют эффективного распределения нагрузки между множеством ускорителей с высокой пропускной способностью и минимальными задержками.

Для достижения производительности, сопоставимой с наземными дата-центрами, нужны высокоскоростные каналы связи между спутниками, способные передавать десятки терабит в секунду. Это возможно с использованием многоканальных плотных приемопередатчиков с мультиплексированием по длине волны и пространственным мультиплексированием, считают эксперты Google.

Для достижения необходимой пропускной способности необходимо, чтобы принимаемая мощность была в тысячу раз выше типичной для традиционных систем дальнего действия.

«Поскольку уровень входной энергии обратно пропорционален квадрату расстояния, мы можем решить эту проблему, располагая спутники очень близко друг к другу», — говорится в блоге.

Команда уже начала испытывать этот подход. Лабораторный образец обеспечил скорость передачи данных в 800 Гбит/с в обоих направлениях.

Управление спутниками

Чтобы обеспечить высокую пропускную能力 межспутниковых каналов, необходимо их плотное размещение.

Специалисты разработали модели для анализа орбитальной динамики такого кластера. Они показывают, что, размещая спутники на расстоянии всего нескольких сотен метров друг от друга, можно минимизировать маневры для поддержания их стабильного положения.

Радиационная устойчивость TPU

Чтобы ускорители ML были надежны, им нужно выдерживать условия низкой околоземной орбиты. Компания протестировала чип Trillium, и результаты оказались многообещающими.

Подсистемы памяти с высокой пропускной способностью начали показывать нестабильность после накопления ионизирующей дозы, которая почти в три раза превышает ожидаемую.

При этом серьезных сбоев не зафиксировано.

Экономическая целесообразность

Ранее высокие затраты на запуск оставались главной преградой для создания масштабируемых космических систем. Однако анализ данных показывает, что к середине 2030-х годов стоимость запусков может снизиться до менее $200 за килограмм.

При таких ценах космический центр обработки данных может стать экономически конкурентоспособным по сравнению с аналогичными наземными дата-центрами.

В Google также отметили, что основные вычислительные процессы не нарушают фундаментальные законы физики и не сталкиваются с непреодолимыми экономическими препятствиями.

«Тем не менее существуют серьезные инженерные вызовы, такие как управление температурой, поддержание высокоскоростной связи с Землей и обеспечение надежности орбитальной системы», — сказано в блоге.

Компания начнет решать эти проблемы с учебной миссии в партнерстве с Planet, в рамках которой предполагается запустить два прототипных спутника к началу 2027 года. Это позволит протестировать работоспособность моделей и технологий в космосе.

Напомним, что в мае 2025 года Китай запустил 12 спутников в рамках проекта по созданию сети орбитальных суперкомпьютеров.