Google thử nghiệm chip AI trong không gian: Bước đệm hay trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo?

Project Suncatcher là chương trình nghiên cứu của Google nhằm tìm hiểu liệu các vệ tinh dùng năng lượng mặt trời có thể trở thành nền tảng cho năng lực tính toán AI quy mô lớn trong tương lai hay không. Thử nghiệm trên quỹ đạo đầu tiên dự kiến đưa vệ tinh nguyên mẫu bay cùng chuyến phóng chia sẻ Transporter-18 của SpaceX, hợp tác với Planet Labs. Đây là thử nghiệm phần cứng, chưa phải một trung tâm dữ liệu vận hành ngoài không gian: mục tiêu là xem chip Tensor Processing Unit (TPU) của Google và các hệ thống hỗ trợ hoạt động ra sao ở quỹ đạo Trái Đất thấp. 13336

Thử nghiệm đầu tiên sẽ kiểm tra những gì?

Chuyến bay sẽ đưa việc kiểm tra ra khỏi phòng thí nghiệm và mô phỏng. Google cho biết nhiệm vụ sẽ thu thập dữ liệu về cách phần cứng AI chịu được lực rung và gia tốc khi phóng, bức xạ cũng như những biến động nhiệt độ khắc nghiệt trong quỹ đạo. Các kỹ sư có thể theo dõi dấu hiệu hư hỏng phần cứng, lỗi tính toán và hiệu năng của chip trong điều kiện thực tế. 1912

Khả năng tản nhiệt cũng là một trọng tâm. Trong chân không, không có luồng không khí để mang nhiệt đi như trong nhiều hệ thống trên Trái Đất. Vệ tinh phải dẫn nhiệt khỏi chip rồi thải nhiệt ra ngoài qua các bề mặt bức xạ. Google mô tả thiết kế dùng ống dẫn nhiệt kết hợp bộ tản nhiệt; chuyến bay sẽ giúp kiểm chứng hệ thống này trong môi trường quỹ đạo. 612

Thử nghiệm mặt đất đã cho thấy điều gì?

Trước chuyến bay, Google cho biết họ đã thử phần cứng dưới các điều kiện mô phỏng ứng suất khi phóng. Công ty cũng cho các TPU Trillium chạy tác vụ AI trong lúc tiếp xúc với chùm proton. Theo Google, chip chịu được liều bức xạ cao hơn mức công ty ước tính cho một nhiệm vụ không gian kéo dài năm năm. 4934

Đây là những kết quả ban đầu đáng chú ý, nhưng không chứng minh chip sẽ hoạt động ổn định lâu dài ngoài không gian. Thử nghiệm trong phòng thí nghiệm không thể tái tạo đầy đủ mọi tổ hợp giữa bức xạ, biến thiên nhiệt độ, lực phóng và hoạt động của toàn hệ thống mà vệ tinh có thể gặp. Thử nghiệm trên quỹ đạo được thiết kế để bổ sung dữ liệu còn thiếu đó. 134

Vì sao Google muốn đưa năng lực tính toán AI lên không gian?

Ý tưởng lớn là khai thác ánh sáng Mặt Trời để cung cấp năng lượng cho các hệ thống tính toán trên quỹ đạo. Trong phương án dài hạn, Google hình dung một chòm vệ tinh mang TPU và liên lạc với nhau bằng các kết nối quang học trong không gian tự do. Nghiên cứu của công ty mô tả một quỹ đạo có thể giúp vệ tinh gần như luôn được chiếu sáng. 3437

Tuy nhiên, nguồn điện Mặt Trời không tự giải quyết được bài toán tản nhiệt. Một hệ thống như vậy còn cần cách cấp điện ổn định và phương thức liên lạc đáng tin cậy giữa các vệ tinh. Chuyến bay đầu tiên sẽ kiểm tra một số vấn đề phần cứng quan trọng, nhưng chưa thể cho biết hệ thống tính toán trên quỹ đạo có thể cạnh tranh về mặt thương mại với các trung tâm dữ liệu dưới mặt đất hay không. 1634

Một nguyên mẫu không đồng nghĩa với trung tâm dữ liệu ngoài không gian

Vệ tinh thử nghiệm mang phần cứng AI khác xa một trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo đang phục vụ người dùng. Nhiệm vụ này tập trung kiểm tra linh kiện và thu thập dữ liệu vận hành; nó không chứng minh rằng Google đã xây dựng được một mạng lưới vệ tinh có thể cung cấp dịch vụ tính toán ở quy mô lớn. 133

Ngay cả khi chip và hệ thống tản nhiệt hoạt động như kỳ vọng, tính khả thi thương mại vẫn phụ thuộc vào chi phí và độ phức tạp của việc chế tạo, phóng và duy trì vệ tinh, cũng như khả năng kết nối chúng thành một hệ thống tính toán ổn định. Những câu hỏi này vẫn còn bỏ ngỏ. 134

Thử nghiệm hai vệ tinh tiếp theo sẽ bổ sung điều gì?

Google và Planet từng mô tả kế hoạch đưa hai vệ tinh nguyên mẫu lên quỹ đạo trong một nhiệm vụ tiếp theo, dự kiến vào đầu năm 2027. Thử nghiệm liên lạc quang học giữa hai vệ tinh sẽ tập trung vào một thách thức khác với chuyến bay đầu tiên: liệu các vệ tinh riêng lẻ có thể trao đổi dữ liệu để tiến tới một hệ thống tính toán kết nối hay không. Đây sẽ là bước tiến hướng tới ý tưởng chòm vệ tinh, chứ chưa phải bằng chứng về một trung tâm dữ liệu thương mại trên quỹ đạo. 43637