Google sta per scoprire se i suoi chip AI potranno sopravvivere al viaggio nello spazio. In un post sul blog pubblicato mercoledì, la società ha rivelato che Project Suncatcher, il suo lancio lunare di lunga data per mettere in orbita l'infrastruttura di apprendimento automatico, inizierà il suo primo test: un prototipo di satellite dotato di Google Tensor Processing Units (TPU) verrà lanciato a bordo della prossima missione di rideshare Transporter-18 di SpaceX, sviluppata in collaborazione con la società di imaging satellitare Planet.
Secondo Google, il team "metterà in orbita i nostri primi TPU la prossima settimana", segnando il momento in cui il progetto di ricerca avviato due anni fa passa dalle simulazioni di laboratorio alla realtà. Per maggiori informazioni su questa storia, consulta la nostra tendenze IA.
Perché Google vuole l'intelligenza artificiale nello spazio
Il progetto Suncatcher è stato annunciato lo scorso anno come uno sforzo di ricerca a lungo termine che esplora se lo spazio potrebbe un giorno ospitare un’infrastruttura scalabile di apprendimento automatico. L’argomento centrale riguarda il potere. Nell’orbita terrestre bassa, i satelliti possono accedere alla luce solare quasi costante, generando fino a otto volte più energia solare rispetto a un sistema equivalente sulla Terra, secondo i dati di Google.
L’obiettivo finale, afferma l’azienda, è quello di collegare insieme più costellazioni di satelliti in modo che possano gestire carichi di lavoro AI più grandi mentre sono in orbita. Google colloca l’ambizione nella stessa categoria delle sue prime ricerche sulla guida autonoma e sull’informatica quantistica: anni di sperimentazione prima che emergano sistemi pratici.
Ma prima che le costellazioni arrivino alle nozioni di base, la prima domanda a cui il prototipo deve rispondere è schietta: l’hardware AI di Google può funzionare nello spazio?
Sopravvivere al lancio: vibrazioni e forze G
Il viaggio in orbita è violento. Un viaggio verso l'orbita terrestre bassa dura circa 10 minuti, durante i quali la navicella spaziale sopporta vibrazioni intense e carichi di accelerazione sostenuti fino a 10 volte la forza di gravità. Secondo il post del blog, i singoli componenti come i chip TPU possono subire forze ancora maggiori, nell'intervallo da 50 a 100 g.
Gli ingegneri di Google hanno condotto test sulle vibrazioni scuotendo intensamente il satellite su tutti e tre gli assi per imitare le frequenze del lancio di un razzo. Il team ha notato che tali test raramente vanno come previsto e ha affermato di essere rimasto piacevolmente sorpreso dal fatto che l'hardware abbia resistito.
Radiazioni: il test del fascio di protoni
Una volta nello spazio, le radiazioni diventano la minaccia principale. Gli eventi solari e i raggi cosmici possono devastare l’elettronica, corrompendo i dati e danneggiando il silicio. Per valutare il rischio, Google ha testato i suoi TPU presso un impianto di fasci di protoni presso il Crocker Nuclear Laboratory della UC Davis mentre i chip eseguivano attivamente carichi di lavoro di intelligenza artificiale, monitorando da vicino come errori come i bit flip influenzavano i carichi di lavoro.
I primi risultati sono stati incoraggianti. Google riferisce che i suoi TPU Trillium hanno resistito molto bene e possono sopravvivere a una dose ionizzante totale di radiazioni maggiore di quella che riceverebbero durante una missione spaziale di cinque anni. Tuttavia, la società riconosce che alcune cose possono essere testate solo nello spazio, che è esattamente lo scopo dell’imminente dimostrazione orbitale.
Chip di raffreddamento senza aria
Il calore è il terzo problema irrisolto. I TPU generano una grande quantità di calore in una piccola area e sulla Terra i data center fanno affidamento sul flusso d'aria per trasportarlo via. Nel vuoto dello spazio non c'è aria. L’unico modo per diffondere il calore è attraverso i radiatori, che secondo Google richiedono un approccio totalmente diverso al raffreddamento dell’elettronica.
Il team sta lavorando su una combinazione di tubi di calore e radiatori per raffreddare i chip e ha testato la tecnologia in una camera a vuoto termico che simula sia l'ambiente termico che quello di vuoto dello spazio. Il modo in cui il sistema si comporta nell'orbita reale influenzerà i progetti futuri.
Laser, costellazioni e il traguardo del 2027
Il prototipo è solo il primo passo. Secondo il post di Google, i progetti futuri trasporteranno dozzine di chip TPU per satellite, che voleranno in gruppi attorno alla Terra. Per mantenere la larghezza di banda necessaria per elaborare l’intelligenza artificiale, i satelliti dovranno essere interconnessi, con collegamenti laser a larghezza di banda elevata che svolgono il lavoro svolto dalla fibra dei data center a terra.
Google afferma che sta lavorando per raggiungere il suo prossimo traguardo nel 2027, con i dati della missione Transporter-18 che informeranno i futuri lanci. Travis Beals, direttore senior di Paradigms of Intelligence presso Google Research, sta guidando la spiegazione pubblica dello sforzo e la società ha pubblicato una nuova serie di video che approfondiscono la scienza dietro la missione e le sfide ingegneristiche che rimangono.
Una corsa oltre i data center della Terra
Google non è il solo a guardare al cielo. L’idea dei data center orbitali ha attirato l’interesse di tutto il settore tecnologico poiché le reti elettriche terrestri sono messe a dura prova dalle richieste di calcolo dell’intelligenza artificiale e i costi di lancio continuano a diminuire. Ciò che distingue Project Suncatcher è che non è più concettuale: entro pochi giorni, l’hardware TPU funzionante sopravviverà in orbita oppure no.
L'esperimento è volutamente su piccola scala. Un satellite, uno spazio per il rideshare e un elenco di domande a cui è possibile rispondere solo a 500 chilometri sopra la Terra. Ma se i TPU supereranno indenni le prime settimane nello spazio, Google avrà fatto il primo passo verificabile per mettere una quota significativa del calcolo dell’intelligenza artificiale mondiale dove l’energia solare non si ferma mai.
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