谷歌正在将 TPU 送入太空：首个项目 Suncatcher 卫星下周发射

谷歌将在 SpaceX 的 Transporter-18 拼车任务中发射首颗 TPU 卫星，测试 AI 芯片是否能够承受轨道上的辐射、振动和真空冷却。

谷歌即将了解其人工智能芯片能否在太空之旅中幸存下来。在周三发布的博客文章中，该公司透露，其长期运行的将机器学习基础设施送入轨道的登月计划 Project Suncatcher 计划开始首次测试：一颗搭载谷歌张量处理单元 (TPU) 的原型卫星将搭载 SpaceX 即将与卫星成像公司 Planet 合作开发的 Transporter-18 拼车任务。

据谷歌称，该团队“下周将把我们的第一个 TPU 送入轨道”，标志着这个为期两年的研究项目从实验室模拟转向真实的时刻。更多相关背景，请参阅我们的AI行业报道。

为什么谷歌想要在太空进行人工智能计算

Suncatcher 项目于去年宣布，是一项长期研究工作，旨在探索太空是否有一天能够承载可扩展的机器学习基础设施。核心论点是关于权力。根据谷歌的数据，在近地轨道上，卫星可以获得近乎恒定的阳光，产生的太阳能比地球上同等阵列多八倍。

该公司表示，最终目标是将多个卫星星座连接在一起，以便它们能够在轨道上管理更大的人工智能工作负载。谷歌将这一雄心壮志与其早期对自动驾驶和量子计算的研究归为同一类别：在实用系统出现之前进行多年的实验。

但在星座到来之前，原型必须回答的第一个问题是直截了当的：谷歌的人工智能硬件到底能在太空中运行吗？

在发射中幸存：振动和重力

进入轨道的旅程是充满暴力的。火箭飞往近地轨道的时间约为 10 分钟，在此期间，航天器要承受强烈的振动和高达 10 倍重力的持续加速载荷。根据博客文章，TPU 芯片等单个组件可能会承受更大的力，范围为 50 至 100 g。

谷歌的工程师通过在所有三个轴上强烈摇动卫星来模拟火箭发射的频率来进行振动测试。该团队指出，此类测试很少按计划进行，并表示对硬件的支持感到惊喜。

辐射：质子束测试

一旦进入太空，辐射就成为主要威胁。太阳事件和宇宙射线会对电子设备造成严重破坏，破坏数据并损坏硅。为了评估风险，谷歌在加州大学戴维斯分校克罗克核实验室的质子束设施中测试了 TPU，同时芯片积极运行人工智能工作负载，密切监视位翻转等错误如何影响工作负载。

初步结果令人鼓舞。谷歌报告称，其 Trillium TPU 的性能非常好，能够承受比五年太空任务中接受的总电离剂量更大的辐射总电离剂量。尽管如此，该公司承认有些东西只能在太空中进行测试，这正是即将进行的轨道演示的目的。

无空气冷却芯片

热量是第三个未解决的问题。 TPU 在小区域内产生大量热量，地球上的数据中心依靠气流将热量带走。在真空的太空中，没有空气。散发热量的唯一方法是通过散热器，谷歌将其描述为需要一种完全不同的方法来冷却电子设备。

该团队正在研究热管和散热器的组合来冷却芯片，并在模拟太空热和真空环境的热真空室中测试了该技术。该系统在实际轨道上的表现将为未来的设计提供信息。

激光、星座和 2027 年里程碑

原型只是第一步。根据谷歌的帖子，未来的设计将在每颗卫星上搭载数十个 TPU 芯片，以集群方式绕地球飞行。为了维持处理人工智能所需的带宽，卫星需要互连，并使用高带宽激光链路来完成数据中心光纤在地面上所做的工作。

谷歌表示，它正在努力实现 2027 年的下一个里程碑，Transporter-18 任务的数据将为未来的发射提供信息。谷歌研究院情报范式高级总监特拉维斯·比尔斯（Travis Beals）正在领导对这项工作的公开解释，该公司发布了一个新的视频系列，深入探讨了这项任务背后的科学以及仍然存在的工程挑战。