구글은 자사의 AI 칩이 우주 여행에서 살아남을 수 있는지 알아보려고 합니다. 수요일에 게시된 블로그 게시물에서 회사는 기계 학습 인프라를 궤도에 올리기 위한 장기 달빛 프로젝트인 Suncatcher 프로젝트가 첫 번째 테스트에 착수할 예정이라고 밝혔습니다. Google Tensor 처리 장치(TPU)를 탑재한 프로토타입 위성은 위성 이미징 회사인 Planet과 협력하여 개발된 SpaceX의 다가오는 Transporter-18 차량 공유 임무를 통해 발사될 예정입니다.

Google에 따르면 팀은 "다음 주에 첫 번째 TPU를 궤도에 올릴 예정"이며, 이는 2년 동안 진행된 연구 프로젝트가 실험실 시뮬레이션에서 실제 작업으로 이동하는 순간을 의미합니다. 이 이야기에 대한 자세한 내용은 AI 뉴스를 참조하세요.

Google이 우주에서 AI 컴퓨팅을 원하는 이유

프로젝트 Suncatcher는 언젠가 우주가 확장 가능한 기계 학습 인프라를 호스팅할 수 있는지 여부를 탐구하는 장기 연구 노력으로 작년에 발표되었습니다. 핵심 주장은 권력에 관한 것이다. Google의 수치에 따르면, 낮은 지구 궤도에서 위성은 거의 일정한 햇빛에 접근하여 지구상의 동등한 어레이보다 최대 8배 더 많은 태양 에너지를 생성할 수 있습니다.

회사에 따르면 최종 목표는 여러 개의 위성 집합을 함께 연결하여 궤도에 있는 동안 더 큰 AI 작업 부하를 관리할 수 있도록 하는 것입니다. Google은 자율 주행 및 양자 컴퓨팅에 대한 초기 연구와 동일한 범주에 대한 야망을 설정합니다. 즉, 실제 시스템이 등장하기까지 수년간의 실험이 필요합니다.

그러나 별자리가 기본이 되기 전에 프로토타입이 대답해야 하는 첫 번째 질문은 직설적입니다. Google의 AI 하드웨어가 우주에서 전혀 작동할 수 있습니까?

발사에서 살아남기: 진동과 중력

궤도로의 여행은 폭력적입니다. 지구 저궤도까지의 로켓 비행은 약 10분 동안 지속되며, 그 동안 우주선은 강렬한 진동과 중력의 최대 10배에 달하는 지속적인 가속 하중을 견뎌야 합니다. 블로그 게시물에 따르면 TPU 칩과 같은 개별 구성 요소는 50~100g 범위에서 훨씬 더 큰 힘을 경험할 수 있습니다.

Google 엔지니어들은 로켓 발사 주파수를 모방하기 위해 세 축 모두에서 위성을 강하게 흔드는 방식으로 진동 테스트를 실시했습니다. 팀은 이러한 테스트가 계획대로 진행되는 경우가 거의 없으며 하드웨어가 유지된다는 사실에 놀랐다고 말했습니다.

방사선: 양성자빔 테스트

우주에 들어가면 방사선이 주요 위협이 됩니다. 태양 현상과 우주선은 전자 제품에 큰 피해를 입히고 데이터를 손상시키며 실리콘을 손상시킬 수 있습니다. 위험을 측정하기 위해 Google은 칩이 AI 워크로드를 적극적으로 실행하는 동안 UC Davis의 Crocker Nuclear Laboratory에 있는 양성자 빔 시설에서 TPU를 테스트하여 비트 플립과 같은 오류가 워크로드에 어떤 영향을 미치는지 면밀히 모니터링했습니다.

초기 결과는 고무적이었습니다. Google은 자사의 Trillium TPU가 매우 잘 견디고 5년 우주 임무 동안 받는 것보다 더 큰 방사선 총 이온화 선량을 견딜 수 있다고 보고합니다. 그럼에도 불구하고 회사는 일부 사항은 우주에서만 테스트할 수 있다는 점을 인정하고 있으며, 이는 바로 다가오는 궤도 시연의 목적입니다.

공기 없이 칩 냉각

열은 세 번째로 해결되지 않은 문제입니다. TPU는 좁은 공간에서 많은 양의 열을 발생시키며, 지구상의 데이터 센터에서는 공기 흐름에 의존하여 열을 제거합니다. 진공 상태의 우주에는 공기가 없습니다. 열을 확산시키는 유일한 방법은 라디에이터를 이용하는 것인데, Google은 전자 장치 냉각에 대해 완전히 다른 접근 방식이 필요하다고 설명합니다.

팀은 칩을 냉각하기 위해 히트 파이프와 라디에이터의 조합을 연구하고 있으며 우주의 열 및 진공 환경을 모두 시뮬레이션하는 열 진공 챔버에서 기술을 테스트했습니다. 실제 궤도에서 시스템이 어떻게 작동하는지에 따라 향후 설계에 정보가 제공됩니다.

레이저, 별자리 및 2027년 이정표

프로토타입은 첫 번째 단계일 뿐입니다. Google의 게시물에 따르면 미래의 디자인은 위성당 수십 개의 TPU 칩을 탑재하여 지구 주위를 클러스터로 비행하게 될 것입니다. AI를 처리하는 데 필요한 대역폭을 유지하려면 데이터 센터 광섬유가 지상에서 수행하는 작업을 수행하는 고대역폭 레이저 링크를 통해 위성을 상호 연결해야 합니다.

Google은 Transporter-18 임무의 데이터를 통해 향후 출시를 알리는 2027년의 다음 이정표를 향해 노력하고 있다고 밝혔습니다. Google Research의 지능 패러다임 부문 수석 이사인 Travis Beals는 이러한 노력에 대한 공개 설명을 주도하고 있으며, Google은 임무 뒤에 숨은 과학과 남아 있는 엔지니어링 과제를 파헤치는 새로운 비디오 시리즈를 게시했습니다.

지구의 데이터 센터를 넘어서는 경쟁

하늘을 바라보는 데 있어서 구글만이 혼자가 아닙니다. 지상 전력망이 AI 계산 수요로 인해 부담을 느끼고 발사 비용이 계속 하락함에 따라 궤도 데이터 센터에 대한 아이디어는 기술 산업 전반에 걸쳐 관심을 끌었습니다. Project Suncatcher의 차별점은 더 이상 개념적이지 않다는 것입니다. 즉, 며칠 내에 작동하는 TPU 하드웨어가 궤도에서 살아남거나 그렇지 못할 것입니다.

실험은 의도적으로 소규모입니다. 하나의 위성, 하나의 차량 공유 슬롯, 그리고 지구 위 500km에서만 답변할 수 있는 질문 목록입니다. 그러나 TPU가 우주에서 처음 몇 주를 무사히 통과한다면 Google은 태양 에너지가 결코 멈추지 않는 세계 AI 컴퓨팅의 의미 있는 점유율을 확보하기 위한 검증 가능한 첫 번째 단계를 밟게 될 것입니다.

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