通信世界網消息(CWW)近日,一則關于北京加速布局太空數據中心的報道引發(fā)產業(yè)界廣泛關注。報道稱,北京星辰未來空間技術研究院團隊正探索將大規(guī)模AI算力基礎設施部署到太空軌道上,試圖利用太空的特殊環(huán)境為人工智能計算提供新解決方案,并公布了方案規(guī)劃。
乍一看,從地面數據中心到太空數據中心,這個曾經遙不可及的設想正在悄然走向現實。細究下,面對太空環(huán)境的諸多未知,這究竟是一項具有革命性意義的戰(zhàn)略布局,還是脫離實際的技術狂想?尚且有待驗證。
在太空上建數據中心優(yōu)勢何在?
人類對宇宙的探索不足百分之一,但在太空建數據中心的想法卻由來已久,并且符合產業(yè)期待。一位業(yè)內資深人士告訴記者,最初行業(yè)討論太空算力,重點在太空不需要龐大的制冷系統(tǒng)。
尤其是近年來,伴隨人工智能飛速發(fā)展,以大型智算中心為代表的數據中心正面臨土地資源緊張,電網承壓以及水資源大量消耗的困境。國際能源署報告顯示,到2030年,全球數據中心的電力需求預計將增長一倍以上,人工智能將成為推動這一用電激增的最主要動力。
那么太空是否適合建數據中心、作為擺脫地面算力困境的新出路,筆者查詢資料發(fā)現,在太空建設數據中心理論上具備諸多優(yōu)勢。
首先,太陽作為巨大的能量源,每秒即可釋放出3.86×102?瓦的能量,而且太空中太陽能的損耗更小,將數據中心部署在晨昏同步軌道上,太陽能板能夠24小時不間斷地工作,效率可達地面的8倍。
其次,數據中心部署在太空可以采用閉環(huán)冷卻系統(tǒng),通過紅外輻射將熱量直接散發(fā)到外太空,完全無需使用水資源。
最后,不受限于有限的土地資源,太空具備空間優(yōu)勢。
大規(guī)模AI算力上太空可信嗎?
即使在太空部署數據中心優(yōu)勢明顯,但公眾關注核心還是聚焦在技術上能否實現。對此,北京星辰未來空間技術研究院也給出了肯定回答,并且公布了具體的建設計劃,即在距地面700-800公里晨昏軌道布設算力星群,建設運營超過GW(吉瓦)功率的集中式大型數據中心系統(tǒng)。
就組成來看,該系統(tǒng)具體包括空間算力、中繼傳輸和地面管控分系統(tǒng)。其中,空間算力作為放在太空的運行部分,計劃部署多座太空數據中心,每座功率約1GW,可容納百萬卡級別的服務器集群,開展天基數據中繼傳輸和計算服務。
綜合來看,AI算力上太空,已經成為披著航天外衣的人工智能產業(yè)。不僅如此,為了論證這一探索并非“空中樓閣”,團隊還給出了未來十年的具體時間規(guī)劃。
具體分三階段,采取“先驗證、再提升、后規(guī)?!钡穆窂椒€(wěn)步推進。2025年至2027年,突破太空數據中心能源與散熱等關鍵技術,迭代研制試驗星,建設一期算力星座,計劃總功率達200kW、算力規(guī)模達1000POPS,實現“天數天算”應用目標;2028年至2030年,突破太空數據中心在軌組裝建造等關鍵技術,降低建設與運營成本,建設二期算力星座,實現“地數天算”應用目標;2031年至2035年,實現衛(wèi)星大規(guī)模批量生產并組網發(fā)射,在軌對接建成大規(guī)模太空數據中心,支持未來“天基主算”。
一系列規(guī)劃展現了團隊探索新賽道的雄心壯志,也將這一領域擴展成為貫穿新材料與集成電路、衛(wèi)星通信以及航空航天的大型綜合性產業(yè),為產業(yè)鏈企業(yè)帶來新方向的同時,也大大增加了產業(yè)整合的不確定性。
并非個例 太空算力早已成為新賽道
盡管太空數據中心在理論層面優(yōu)勢顯著,目前規(guī)劃也給出了清晰路徑,但從“圖紙”走向“軌道”,仍舊面臨理想和現實的差距。
值得一提的是,太空算力近年來已被產業(yè)界看好。放眼全球,科技巨頭、初創(chuàng)企業(yè)、傳統(tǒng)航天企業(yè)已經爭相入局太空數據中心,開啟技術驗證和產業(yè)實踐,積極搶占這一新興市場。
SpaceX創(chuàng)始人馬斯克稱,大規(guī)模部署太陽能AI衛(wèi)星是實現每年1太瓦AI算力部署的唯一路徑。SpaceX的星鏈V3衛(wèi)星與星艦火箭將為AI衛(wèi)星部署創(chuàng)造條件。谷歌啟動“太陽捕手計劃”,擬于2027年初發(fā)射兩顆搭載TPU芯片的原型衛(wèi)星,以驗證激光通信和抗輻射能力,目標在2029年實現615MW算力。亞馬遜則借“柯伊伯計劃”,試圖將地面AWS的云計算經驗復制到太空,目標2030年前部署3.2GW軌道算力。
初創(chuàng)企業(yè)Starcloud更是與SpaceX合作,在今年11月?lián)屜劝l(fā)射搭載英偉達H100 GPU和谷歌Gemini大模型的衛(wèi)星,完成首次數據中心級GPU在軌試驗。
中國方面,北京除了此次提出的AI算力上天規(guī)劃外,北京中科天算科技有限公司已率先在“超算上天”領域進行探索。早在2022年,其創(chuàng)始人帶領的天算團隊已經將搭載國產高性能AI芯片的極光1000星載智能機發(fā)射上天,目前已在軌穩(wěn)定運行超過1000天,成功驗證了高性能AI計算系統(tǒng)上天的可能性。
今年5月,國星宇航與之江實驗室在全球首發(fā)12顆計算衛(wèi)星,計劃在2027年前建成100顆衛(wèi)星規(guī)模的算力網絡。
產業(yè)動作頻發(fā),驗證可行性之余,也側面反映了這一新興賽道的價值。
實踐落地山高路遠 究竟可行嗎?
放眼長遠,行業(yè)仍需面對極端環(huán)境下的嚴酷技術挑戰(zhàn)、衛(wèi)星等研發(fā)成本居高不下以及商業(yè)價值如何實現等共性問題。
正如Omdia數據中心基礎設施研究總監(jiān)王坤在接受采訪中指出,就實現來看,實際部署仍面臨多重障礙。首先是發(fā)射難度以及成本,目前衛(wèi)星每公斤載荷成本仍然較高;其次是供電,太陽能板配合儲能在功率上很難滿足現代數據中心的需求。不僅如此,制冷也是問題,太空中只能靠熱輻射來散熱,而受到太陽直射的時候散熱會更加困難。
最重要的還需要防輻射。目前航天級芯片的成本非常高,地面上的芯片到了太空可能會因為各種輻射而出現問題?!跋啾容^之下,數據上傳和回傳,還算比較容易解決的問題?!蓖趵け硎尽?/p>
除了技術驗證和成本大考之外,場景落地方面尚未明確??梢灶A見,除了支持AI訓練,太空數據中心還將有望開啟實時地球觀測,深空探測、實時災害預警等新場景應用。
對此,筆者認為,場景落地還應避免“為了技術而技術”,行業(yè)前期探索應以地面無法替代的需求場景為核心,基于場景優(yōu)先級理性探索開發(fā),避免資源浪費。尤其是在當前智算中心供需尚未匹配好的情況下,從需求側探索技術方向更適合產業(yè)發(fā)展。
綜合來看,當前太空算力產業(yè)尚處于技術可行但不經濟,場景存在但不明確的階段??紤]長遠發(fā)展,其與衛(wèi)星互聯(lián)網的競爭邏輯相似,本質還是“軌道資源+技術生態(tài)”的競爭,若想在這場競爭中占據主動,需避免盲目投入,走“天地協(xié)同、場景聚焦”的理性路徑。
因此,回歸本源,AI算力“上天”不是“要不要做”的問題,而是“如何理性做”的問題。
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