グーグルは自社のAIチップが宇宙旅行にも耐えられるかどうかを調べようとしている。水曜日に公開されたブログ投稿で、同社は、機械学習インフラストラクチャを軌道に乗せるための長期にわたるムーンショットであるプロジェクト サンキャッチャーが最初のテストに着手する予定であることを明らかにした。つまり、Google テンソル プロセッシング ユニット (TPU) を搭載したプロトタイプ衛星が、衛星画像会社プラネットと提携して開発された、スペース X の次期トランスポーター 18 ライドシェア ミッションに搭載されて打ち上げられる予定である。

Googleによると、チームは「来週、最初のTPUを軌道に乗せる」予定で、2年にわたる研究プロジェクトが実験室でのシミュレーションから現実のものに移行する瞬間を迎えるという。 この件の詳細は、AIニュースをご覧ください。

Google が宇宙での AI コンピューティングを求める理由

プロジェクト サンキャッチャーは、いつか宇宙でスケーラブルな機械学習インフラストラクチャをホストできるかどうかを探る長期的な研究活動として昨年発表されました。中心的な議論は権力に関するものです。 Googleの数字によると、地球低軌道では衛星はほぼ一定の太陽光にアクセスでき、地球上の同等のアレイよりも最大8倍の太陽光発電を生成できるという。

同社によれば、最終目標は、複数の衛星群をリンクして、軌道上でより大きな AI ワークロードを管理できるようにすることです。 Google は、自動運転と量子コンピューティングに関する初期の研究と同じカテゴリーで野心を組み立てています。実用的なシステムが登場するまでの何年もの実験です。

しかし、星座の前に基礎があり、プロトタイプが答えなければならない最初の質問は率直なものです。Google の AI ハードウェアはそもそも宇宙で動作するのでしょうか?

打ち上げを生き延びる: 振動と G フォース

軌道への旅は激しいものです。地球低軌道までのロケットの飛行は約 10 分間続き、その間、宇宙船は激しい振動と重力の最大 10 倍の持続的な加速負荷に耐えます。ブログ投稿によると、TPU チップなどの個々のコンポーネントには、50 ～ 100 g の範囲でさらに大きな力がかかる可能性があります。

Google のエンジニアは、ロケット発射の周波数を模倣するために、衛星を 3 つの軸すべてで激しく揺さぶることによって振動テストを実施しました。チームは、このようなテストが計画どおりに進むことはほとんどないと指摘し、ハードウェアが持ちこたえたことには嬉しい驚きを感じたと述べた。

放射線: 陽子線実験

宇宙に入ると、放射線が主な脅威になります。太陽現象や宇宙線は電子機器に大損害を与え、データを破損したりシリコンに損傷を与えたりする可能性があります。リスクを評価するために、Google は、チップが AI ワークロードをアクティブに実行している間に、カリフォルニア大学デービス校のクロッカー核研究所にある陽子線施設で TPU をテストし、ビット フリップなどのエラーがワークロードにどのような影響を与えるかを注意深く監視しました。

最初の結果は有望なものでした。 Google の報告によると、同社のトリリウム TPU は非常によく持ちこたえ、5 年間の宇宙ミッション中に受ける放射線の総電離線量を超えても耐えることができます。それでも同社は、宇宙でしかテストできないものもあることを認めており、それがまさしく今後の軌道デモンストレーションの目的である。

空気を入れずにチップを冷却

熱は未解決の 3 番目の問題です。 TPU は狭い領域で大量の熱を発生するため、地球上のデータセンターは空気の流れを利用して熱を運び去ります。真空の宇宙には空気がありません。熱を拡散させる唯一の方法はラジエーターを介することであり、電子機器を冷却するには全く異なるアプローチが必要であるとGoogleは説明している。

同チームはチップを冷却するヒートパイプとラジエーターの組み合わせに取り組んでおり、宇宙の熱環境と真空環境の両方をシミュレートする熱真空チャンバーでその技術をテストした。実際の軌道上でシステムがどのように動作するかは、将来の設計に影響を与えます。

レーザー、コンステレーション、および 2027 年のマイルストーン

プロトタイプは最初のステップにすぎません。 Googleの投稿によると、将来の設計では衛星ごとに数十個のTPUチップが搭載され、クラスターとなって地球の周りを飛行することになるという。 AI の処理に必要な帯域幅を維持するには、衛星を相互接続し、地上のデータセンター ファイバーが行う仕事を高帯域幅のレーザー リンクで行う必要があります。

Googleは、Transporter-18ミッションからのデータを将来の打ち上げに役立て、2027年の次のマイルストーンに向けて取り組んでいると述べた。 Google Research のインテリジェンスのパラダイム担当シニア ディレクターである Travis Beals 氏がこの取り組みの公開説明を主導しており、同社はミッションの背後にある科学と残されたエンジニアリング上の課題を掘り下げる新しいビデオ シリーズを公開しました。

地球のデータセンターを超えたレース

空に目を向けているのは Google だけではありません。 AI 計算の需要で地上の電力網が逼迫し、打ち上げコストが下がり続ける中、軌道データセンターのアイデアはハイテク業界全体の関心を集めている。 Project Suncatcher の特徴は、それがもはや概念的なものではないことです。数日以内に、動作する TPU ハードウェアが軌道上で生き残るか、そうでないかのどちらかになります。

この実験は意図的に小規模に行われています。 1 つの衛星、1 つのライドシェア スロット、そして地球上空 500 キロメートルでのみ回答できる質問のリスト。しかし、もしTPUが宇宙での最初の数週間を無傷で乗り越えられれば、Googleは太陽光発電が決して止まらない世界のAIコンピューティングで有意義なシェアを獲得するための検証可能な第一歩を踏み出したことになるだろう。

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