Ο παγκόσμιος αγώνας δρόμου για την ανάπτυξη data centers στο διάστημα, που θα τροφοδοτούν την τεχνητή νοημοσύνη (AI), έχει ξεκινήσει, με την Κίνα να έχει πάρει από νωρίς το προβάδισμα. «Όσον αφορά την υψηλότερη απόδοση των υπολογιστών στο διάστημα ή την πληρότητα του τεχνολογικού πλαισίου, βρισκόμαστε στην πρώτη γραμμή», δήλωσε ο Χαν Γινχέ, επιστήμονας υπολογιστών με έδρα το Πεκίνο. Ο Χαν είναι ερευνητής στο Ινστιτούτο Τεχνολογίας Υπολογιστών (ICT) της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών στο Πεκίνο και συμμετέχει σε μια μεγάλη πρωτοβουλία για την ανάπτυξη ενός πραγματικού «διαστημικού υπερυπολογιστή» σε χαμηλή τροχιά γύρω από τη Γη, ο οποίος θα ενσωματώνει 10.000 κάρτες υψηλής απόδοσης.
Ωστόσο, οι Ηνωμένες Πολιτείες τρέχουν τώρα για να προφτάσουν, με πολύ περισσότερα χρήματα και δυνατότητες εκτόξευσης. Δισεκατομμυριούχοι της τεχνολογίας στην Silicon Valley, όπως ο Έλον Μασκ και ο CEO της Google, Σουντάρ Πιτσάι, καταρτίζουν σχέδια για τη μεταφορά υποδομών AI στο διάστημα. Τη Δευτέρα, ο Μασκ έγραψε στα μέσα κοινωνικής δικτύωσης ότι οραματίζεται σχέδια για την εκτόξευση ενός εκατομμυρίου τόνων δορυφόρων στο διάστημα ετησίως, με στόχο την ανάπτυξη 100 γιγαβάτ υπολογιστικής ισχύος AI σε τροχιά κάθε χρόνο. Τον περασμένο μήνα, επιβεβαίωσε ότι η SpaceX σχεδίαζε να κατασκευάσει τροχιακά data centers κλιμακώνοντας τους δορυφόρους Starlink V3 επόμενης γενιάς. Λίγες μόλις ημέρες νωρίτερα, ο Πιτσάι ανακοίνωσε ότι η Google σχεδίαζε να εκτοξεύσει data centers στο διάστημα ήδη από το 2027. «Θα στείλουμε μικροσκοπικά, μικροσκοπικά ράφια μηχανών και θα τα έχουμε σε δορυφόρους, θα τα δοκιμάσουμε και μετά θα ξεκινήσουμε την κλιμάκωση από εκεί», είπε. Ο τεχνολογικός γίγαντας αποκάλυψε την πρωτοβουλία του που ονομάζεται Project Suncatcher τον Νοέμβριο.
Η ώθηση για την ανάπτυξη AI σε τροχιά είναι ένα στρατηγικό στοίχημα με ευρείες συνέπειες για την εθνική ασφάλεια, την οικονομική κυριαρχία και το μέλλον της παγκόσμιας συνδεσιμότητας, όπως το 6G. Τα τροχιακά data centers προσφέρουν απεριόριστη ηλιακή ενέργεια, φυσική διάχυση θερμότητας και σχεδόν άμεση επεξεργασία δεδομένων, μειώνοντας την εξάρτηση από επίγειες υποδομές και εύρος ζώνης. Η χώρα που θα κερδίσει τον αγώνα για την κατασκευή επεκτάσιμων, αξιόπιστων και ισχυρών διαστημικών υποδομών AI θα αποκτήσει ένα αποφασιστικό πλεονέκτημα στην επόμενη εποχή της πληροφορικής – παρόμοια με αυτό που έκανε ο αμερικανικός στρατός με το διαδίκτυο και η Κίνα με το 5G.
Μια αμερικανική εταιρεία που αναλαμβάνει δράση είναι η Starcloud. Στις αρχές Νοεμβρίου, η νεοσύστατη εταιρεία εκτόξευσε το Starcloud-1, έναν δορυφόρο μεγέθους ψυγείου που μετέφερε την πρώτη μονάδα επεξεργασίας γραφικών Nvidia H100 σε τροχιά. Διαθέτοντας 80 gigabytes μνήμης γραφικών και απόδοση που ξεπερνά κατά πολύ αυτήν οποιουδήποτε προηγούμενου διαστημικού υπολογιστή, αυτό το τσιπ θα διεξάγει δοκιμές σε τροχιά για ανάλυση εικόνων παρατήρησης της Γης και εργασίες μεγάλων γλωσσικών μοντέλων.
Ενώ πολλοί το θεωρούν ως την αρχή ενός αγώνα AI στο διάστημα, δεν είναι η πρώτη φορά που συμβαίνει κάτι τέτοιο. Η εταιρεία αεροδιαστημικής Zhongke Tiansuan με έδρα το Πεκίνο, μια spin-off του ICT, εκτόξευσε έναν διαστημικό υπολογιστή εξοπλισμένο με εγχώρια τσιπ υψηλής απόδοσης ήδη από το 2022, ο οποίος λειτουργεί σταθερά σε τροχιά για περισσότερες από 1.000 ημέρες μέχρι σήμερα. Πέρυσι, η ομάδα εκτόξευσε ένα αναβαθμισμένο σύστημα, επιτυγχάνοντας εξαγωγή συμπερασμάτων AI σε τροχιά πριν από τη Starcloud. Αυτές οι προσπάθειες έχουν επιτρέψει στην Κίνα να συγκεντρώσει περισσότερα δεδομένα σε τροχιά και εμπειρία στη μηχανική.
«Η Κίνα έχει ήδη πάρει το προβάδισμα στην ταχύτητα υλοποίησης της μηχανικής και την εμπορευματοποίηση», δήλωσε ο Ζάο Χονγκτζιέ, αντιπρόεδρος της Guoxing Aerospace, μιας εταιρείας ανάπτυξης δορυφόρων AI με έδρα το Τσενγκντού, σε συνέντευξή του στην κρατική εφημερίδα Science and Technology Daily τον περασμένο μήνα. Τον Μάιο, η Guoxing Aerospace εκτόξευσε ένα σύμπλεγμα 12 δορυφόρων σε συνεργασία με την Zhejiang Lab, ένα ερευνητικό ινστιτούτο που υποστηρίζεται από την επαρχιακή κυβέρνηση της Zhejiang. Αυτό αποτέλεσε τη βάση της πρώτης τροχιακής υπολογιστικής συνάθροισης στον κόσμο, η οποία προσφέρει συνδυαστική υπολογιστική ισχύ 5 peta operations ανά δευτερόλεπτο και φέρει ένα διαστημικό μοντέλο AI με 8 δισεκατομμύρια παραμέτρους. Τον Σεπτέμβριο, αυτή η τροχιακή συνάθροιση έδειξε τις εμπορικές της εφαρμογές πραγματοποιώντας υπολογισμούς για τον τομέα των μεταφορών στο διάστημα.
Επεξεργαζόμενη εικόνες τηλεπισκόπησης της περιοχής Pazhou στο Guangzhou, το σύμπλεγμα ολοκλήρωσε τόσο την εξαγωγή συμπερασμάτων όσο και τη μετάδοση αποτελεσμάτων σε μόλις τρία λεπτά, μειώνοντας σημαντικά τους χρόνους απόκρισης και εξοικονομώντας πάνω από το 90% του εύρους ζώνης μετάδοσης εδάφους. Ο Ζάο δήλωσε ότι, ενώ οι δυτικές χώρες επιτάχυναν τις προσπάθειες ανάπτυξής τους, καμία μεγάλης κλίμακας υπολογιστική συνάθροιση συγκρίσιμη με αυτήν δεν είχε ακόμη εκτοξευθεί σε τροχιά και τεθεί σε εμπορική λειτουργία. Η εταιρεία αποκάλυψε το δεύτερο έργο συνάθροισής της τον Οκτώβριο.
Στα τέλη Νοεμβρίου, οι αρχές του Πεκίνου αποκάλυψαν επίσης ένα σχέδιο για την κατασκευή ενός μαζικού, κεντρικού διαστημικού data center σε τροχιά λυκόφωτος-αυγής 700-800 χιλιόμετρα πάνω από τη Γη. Με επικεφαλής μια κοινοπραξία καινοτομίας, το έργο στοχεύει σε ένα σύστημα με ισχύ που υπερβαίνει το 1GW. Σύμφωνα με τον προγραμματιστή του, η ανάπτυξη αναμένεται να ολοκληρωθεί σε τρεις φάσεις, με αποκορύφωμα ένα megawatt-scale τροχιακό data center έως το 2035.
Καθώς η AI τροφοδοτεί μια ακόρεστη όρεξη για υπολογιστική ισχύ, η ιδέα των τροχιακών data centers υιοθετείται με ενθουσιασμό, καθώς οι εγκαταστάσεις μπορούν να χρησιμοποιούν απεριόριστη ηλιακή ενέργεια και να ακτινοβολούν τη θερμότητά τους στο διάστημα, μειώνοντας τις ενεργειακές ανάγκες. Παραδοσιακά, οι δορυφόροι συλλέγουν δεδομένα στο διάστημα, αλλά στη συνέχεια πρέπει να τα στείλουν πίσω στη Γη για επεξεργασία. Ωστόσο, τα data centers σε τροχιά επιτρέπουν αναλύσεις χαμηλής καθυστέρησης, σχεδόν σε πραγματικό χρόνο και αυτόνομες λειτουργίες. Αυτό είναι ιδιαίτερα σημαντικό για καταστάσεις όπως η παρακολούθηση καταστροφών και η στρατιωτική αναγνώριση.
Αλλά η μεταφορά συστημάτων υψηλής απόδοσης στο διάστημα περιλαμβάνει πολύ περισσότερα από την απλή αποστολή τσιπ, σημείωσε ο Χαν από το ICT. Τα υπάρχοντα τσιπ αντιμετωπίζουν σοβαρές προκλήσεις όταν αναπτύσσονται στο διάστημα, όπως η έκθεση σε σωματίδια υψηλής ενέργειας, ακραίες διακυμάνσεις θερμοκρασίας και έντονες δονήσεις κατά τις εκτοξεύσεις πυραύλων, όλα τα οποία απειλούν τη σταθερή λειτουργία τους. Ο Χαν δήλωσε ότι από το 2019, ορισμένα εγχώρια ινστιτούτα, συμπεριλαμβανομένου του ICT, είχαν ξεκινήσει ερευνητικά έργα διερευνώντας πώς να αναπτύξουν τσιπ AI στο διάστημα, διασφαλίζοντας παράλληλα την αξιοπιστία τους.
Η κρατική ειδησεογραφική υπηρεσία Xinhua ανέφερε στις 5 Δεκεμβρίου ότι η ομάδα Tiansuan είχε καταφέρει να αντιμετωπίσει αποτυχίες που προκαλούνταν από ακτινοβολία, όπως σφάλματα υπολογισμού και διακοπές συστήματος σε βιομηχανικού βαθμού τσιπ. Επίσης, πειραματίζονταν με ψύξη με υγρό βρόχο σε τροχιά για τη μεταφορά θερμότητας από τσιπ υψηλής ροής θερμότητας. Ο Χαν πρόσθεσε επίσης ότι, χωρίς πρόσβαση στα ισχυρότερα τσιπ από τις ΗΠΑ, η Κίνα επεδίωκε να αναπτύξει πιο καινοτόμες αρχιτεκτονικές και σχεδιασμούς υλικού. «Αφιερωνόμαστε στην ενσωμάτωση πολλαπλών εγχώριων τσιπ υψηλής απόδοσης σε έναν μόνο δορυφόρο και στο σχεδιασμό μιας βέλτιστης αρχιτεκτονικής για την ενίσχυση της δυνατότητας», είπε, προσθέτοντας ότι αυτό αφορούσε συστημική καινοτομία και όχι απλή στοίβαξη. Αποκάλυψε επίσης ότι η ομάδα του αναπτύσσει ένα προηγμένο σύστημα υπολογιστών επόμενης γενιάς που έχει προγραμματιστεί για δοκιμές σε τροχιά τον επόμενο χρόνο.
Ωστόσο, ειδικοί του κλάδου σημείωσαν ότι τα διαστημικά data centers εξακολουθούν να αντιμετωπίζουν μια σειρά από βασικές προκλήσεις. Πέρα από τις αυστηρές τεχνικές απαιτήσεις, υπάρχουν επίσης εμπόδια κόστους στην κατασκευή μεγάλων συνάθροισεων στο μέλλον. Ο Χαν δήλωσε ότι, παρόμοια με ό,τι συνέβη στις χερσαίες μεταφορές, η κατασκευή περισσοτέρων data centers σε τροχιά θα ενθάρρυνε τις κινεζικές εμπορικές διαστημικές εταιρείες να βελτιώσουν τις τεχνολογίες τους και να μειώσουν τα κόστη με την πάροδο του χρόνου. «Τελικά, αυτό θα γίνει μια επικερδής επιχείρηση», κατέληξε.
