谷歌已经收到了其 Project Suncatcher 原型卫星在轨道上产生的第一个人工智能响应,这是该公司本周宣布的一个里程碑,此前该公司在本月早些时候使用 SpaceX Falcon 9 火箭与 100 多颗其他卫星一起发射的航天器进行了大约三周的调试。

根据 Google 的公告和 TechCrunch 的报道,地面工程师本周向卫星发送了第一个提示,要求装载到航天器上的 AI 模型(Google DeepMind 的 Gemma)写一首关于太空的俳句。该模型的三行答案通过下行链路返回: 更多相关背景,请参阅我们的AI行业报道。

> 下面是蓝色大理石
> 静默优雅的数据流
> 星光滋养我的核心。

该实验使 Suncatcher 成为第一个在轨道上运行张量处理单元(该公司的定制人工智能芯片)并将生成的响应返回地球的谷歌项目。首席执行官桑达尔·皮查伊强调这一结果是一个更雄心勃勃的目标的早期概念验证:太空数据中心。

具有实际约束的原型

据 TechCrunch 报道,Suncatcher 原型机搭载了四个 Google TPU,可产生高达 1 千瓦的电力。该功率预算是该项目的决定性约束:卫星一次只能打开一个 TPU,并且每次只能打开大约 20 分钟,然后才必须节省能源。空对地通信又增加了一层难度,因为航天器必须正确定向才能进行传输,同时管理其有限的功率。

这颗卫星花了大约三周的时间进行调试,测试其子系统,然后地面团队宣布它已准备好运行其第一个人工智能工作负载。除了俳句之外,谷歌还表示,它用太空主题的打油诗测试了机载模型,更实际的是,要求航天器报告其周围的轨道状况。公司发言人告诉 TechCrunch,该卫星名义上正在运行。

辐射:重要的问题

目前正在进行的测试活动旨在回答一个问题,该问题将决定基于太空的人工智能计算是否可行:芯片如何在太空辐射环境中保持稳定。辐射会导致“位翻转”(计算机内存中存储的值改变状态),这可能会在不触发典型监控工具的情况下损坏数据。

谷歌已在地球上的粒子加速器中广泛测试了其 TPU,但该公司现在需要观察轨道上硬件的真实辐射效应。据 TechCrunch 报道,地面测试表明,辐射对推理工作负载的影响很小,而对训练模型的影响更大。未来几周将显示现实是否与模拟相符。

通往轨道数据中心之路

如果当前航天器上的 TPU 被证明有能力,谷歌的下一步计划是在 2027 年再发射两颗配备先进芯片的卫星。这些航天器旨在支持更高的发电量并演示卫星间光链路——这一功能使 Suncatcher 与其他空间数据中心企业区分开来。

谷歌的愿景依赖于通过高速光链路连接的近距离飞行卫星群,以便它们可以跨分布式工作负载共享处理。 TechCrunch 指出,这种方法在太空计算项目中很大程度上是独一无二的:SpaceX 计划的轨道数据中心预计也将使用激光链路,但其卫星的轨道距离太远,无法有效地共享处理,而 Starcloud 和 Cowboy Space 等公司则希望对单个卫星而不是协调的卫星群进行推理。

该项目仍然是一个长期赌注。 Suncatcher 是围绕 2030 年代经济的基础设施而设计的,其研究人员本月早些时候发表的同行评审分析估计,SpaceX 需要发射其 Starship 火箭 1,800 次,才能实现与早期运载火箭相同的学习驱动成本降低。谷歌和 SpaceX 的轨道雄心都依赖于 Starship 能够完全、快速地重复使用——而火箭尚未展示这一能力。

谷歌母公司 Alphabet 持有 SpaceX 的大量投资股份,将两家公司的太空计算愿景联系在一起,尽管它们追求不同的架构。

为什么要把数据中心放在太空中?

轨道计算背后的经济逻辑很简单,至少在理论上是这样。太阳同步轨道上的卫星可以获取近乎连续的太阳能,以太空真空的形式提供无限的冷却能力,并且没有对电网电力或土地的竞争——这三个是地面数据中心面临的最大成本和许可难题。随着人工智能工作负载推动电网难以满足的电力需求,一些公司押注推出硬件比在地球上建造硬件更便宜。

这种数学是否有效取决于发射成本的大幅下降、抗辐射计算的可靠性以及卫星之间的光学链路提供分布式人工智能工作负载所需的带宽。 《Suncatcher》的俳句并没有解决任何这些问题,但它标志着谷歌第一次在太空运行自己的人工智能芯片,并把答案带回家。

该公司表示,正在进行的测试活动将检查芯片在热应力和辐射下的表现,其结果将影响 2027 年后续卫星的设计。如果这些任务成功地展示了更高的功率和卫星间链路,那么从单个俳句生成原型到正常运行的轨道计算星座的路径开始看起来不再像科幻小说,而更像是工程计划。

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