Ein Satellit in Kühlschrankgröße, der die Tensor-Verarbeitungseinheiten von Google trägt, umkreist jetzt die Erde, nachdem eine SpaceX-Rakete den Prototyp des Projekts Suncatcher in die Umlaufbahn gebracht hat – der erste konkrete Schritt des Suchriesen in Richtung eines Ziels, das einst wie Science-Fiction klang: Rechenzentren im Weltraum, die vollständig mit Sonnenlicht betrieben werden.

Der Prototyp wurde im Rahmen der Mitfahrmission Transporter-18 von SpaceX gestartet, die den Satelliten von Google zusammen mit mehr als hundert anderen Nutzlasten beförderte. Es wurde in Zusammenarbeit mit Planet, dem Satellitenbildunternehmen, entwickelt, dessen Team das Raumschiff in Betrieb nehmen wird, bevor Google seine Chips startet. An Bord sind vier TPUs – die maßgeschneiderten Beschleuniger für maschinelles Lernen, die in den terrestrischen Rechenzentren von Google bereits schwere Arbeit leisten – die eine Version von Googles Open-Weight-Gemma-Modell in kurzen Stößen ausführen und einfache Abfragen beantworten, während Ingenieure überwachen, wie das Silizium mit der Umlaufbahn zurechtkommt. NPR berichtete über die Einzelheiten der Mission und ihre Ziele. Es ist ein Meilenstein für eine der kühnsten Infrastruktur-Wetten in der KI, die wir verfolgen, seit Google seine Weltraum-Rechenzentrumsforschung erstmals öffentlich gemacht hat – mehr zu dieser Geschichte und dem Rest der KI-Branche unter aibuzzwire.news.

Ein minimaler Test mit großer Kulisse

Googles eigenes Team ist schnell dabei, die Erwartungen herunterzuschrauben. Travis Beals, der leitende Direktor des Projekts Suncatcher, bezeichnete den Satelliten als „einen sehr minimalen Test“, dessen Aufgabe lediglich darin besteht, zu bestätigen, dass die Chips im Weltraum funktionieren können. In einem Blogbeitrag sagte Google, die Mission werde messen, wie die TPUs „mit der physischen Belastung der Raumfahrt sowie der Strahlung und den thermischen Extremen des Weltraums“ umgehen.

Der Satellit steuert auf eine sonnensynchrone Umlaufbahn, auf der seine Sonnenkollektoren fast nie durch den Schatten gehen. Das ist der ganze Reiz der Umlaufbahn: Durch nahezu kontinuierliches Sonnenlicht sind keine schweren Batterien und Notstrom erforderlich, die zu den teuersten Massen eines Raumfahrzeugs gehören. Ziel ist es, dass die Mission ein Jahr lang einsatzbereit bleibt.

Warum Google denkt, dass Platz die Antwort ist

The logic starts with energy. „Die Sonne produziert fast die gesamte Energie in unserem Sonnensystem. Alle anderen Energiequellen, die die Menschheit erschlossen hat, machen nur einen winzigen Bruchteil eines Prozents aus“, sagte Beals. Das Projekt Suncatcher ist seiner Meinung nach ein Versuch, die bestmögliche Solarenergie für die KI-Berechnung zu nutzen.

The timing is no accident. Die Nachfrage nach KI-Diensten übersteigt das Angebot an Strom und Chips auf der Erde. Sundar Pichai, CEO von Google, sagte auf dem Entwicklergipfel des Unternehmens im Mai, dass er in diesem Jahr Investitionsausgaben in Höhe von 180 bis 190 Milliarden US-Dollar erwarte – mehr als das Sechsfache der Zahl im Jahr 2022 –, wobei ein Großteil davon in die Computerinfrastruktur fließen werde. Gleichzeitig verschärft sich der Widerstand gegen stromhungrige Rechenzentren vor Ort in einer Gemeinde nach der anderen. Orbit bietet praktisch unbegrenzte Solarenergie und keine Proteste gegen die Zoneneinteilung.

The Heat Problem — and Every Other Problem

Der erste Testflug zeigt auch, warum dies weiterhin schwierig ist. Hitze ist die unmittelbare Einschränkung: Die an Bord befindlichen TPUs können das Gemma-Modell jeweils nur etwa 15 Minuten lang betreiben, da es im Vakuum weder Wind noch Wasser gibt, die die Wärme abführen könnten. Google bezeichnet die Kühlung als „eine entscheidende Forschungsherausforderung“ und arbeitet an Systemen aus Rohren und Kühlern, um die Wärme von den Chips abzuleiten – und Beals sagte, dass die Kühler zu den schwersten Komponenten der aktuellen Mission gehören, was ein Problem darstellt, da die Masse den Start teuer macht.

Maintenance is the next wall. Carnegie-Mellon-Professor Brandon Lucia, der sich mit Computern im Weltraum beschäftigt, bemerkte, dass ein Techniker in ein terrestrisches Rechenzentrum gehen kann, wenn etwas kaputt geht – eine Option, die ein paar hundert Meilen hoch verschwindet. „Die Kosten und die Komplexität erhöhen sich alle um den Faktor 10, vielleicht sogar um den Faktor 100“, sagte er. "And so there has to be a big payoff."

Even communication is harder in space. Google stellt sich schließlich Cluster von Satelliten vor, von denen jeder Dutzende TPUs trägt und per Laser miteinander und mit der Erde verbunden ist. Nächstes Jahr plant das Unternehmen den Start von zwei weiteren Satelliten speziell zum Testen dieser optischen Verbindungen, die ohne die Zuverlässigkeit von Glasfasern Hunderte von Kilometern durch die Atmosphäre durchdringen müssen.

The Race to Put Compute in Orbit

Google ist nicht allein. Im vergangenen November startete das Startup Starcloud ein Raumschiff mit einem Nvidia H100-Chip und demonstrierte eine Version von Googles Gemini-Modell, die aus dem Orbit startete. SpaceX, praktischerweise auch der Startanbieter, auf den alle anderen angewiesen sind, hat angekündigt, bereits 2028 mit der Stationierung „orbitaler KI-Rechnersatelliten“ beginnen zu wollen, und Elon Musk hat argumentiert, der Weltraum sei die „einzige Möglichkeit, Rechenzentren für den künftigen KI-Bedarf zu skalieren“.

Auch Umweltfragen bleiben bestehen. Die Satelliten werden möglicherweise mit Sonnenlicht betrieben, aber die Raketen, die sie transportieren, verbrennen kohlenstoffbasierten Treibstoff, und nicht mehr funktionierende Raumschiffe gelangen schließlich wieder in die Atmosphäre und verglühen, wobei die Auswirkungen auf die Umweltverschmutzung von Forschern noch quantifiziert werden müssen.

Wirtschaftswissenschaften: Die offene Frage

Beals ist sich darüber im Klaren, dass technische Machbarkeit nicht dasselbe ist wie ein Geschäft. „Es hilft nicht viel, wenn dies technisch möglich ist, wenn es immer zu teuer ist, um praktisch zu sein“, sagte er. Seine eigene Einschätzung: „Ich glaube nicht, dass es in den nächsten fünf Jahren billiger ist, dies zu tun. Ich denke, es wird länger dauern.“

Im Moment ist der Meilenstein noch kleiner, aber real: Googles Chips für maschinelles Lernen lassen ein eigenes Modell im Orbit laufen, und das Unternehmen hat ein Jahr lang Datenerfassung vor sich, um zu entscheiden, ob der Traum von sonnenbetriebenen KI-Fabriken im Weltraum den Kontakt mit der Wirtschaft überlebt.

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