|
В некотором смысле, все это было неизбежно. Илон Маск и его окружение говорили об ИИ в космосе в течение многих лет — в основном в контексте научно-фантастического сериала Иэна Бэнкса о вселенной далекого будущего, где разумные космические корабли бороздят просторы галактики и управляют ею.
Теперь Маск видит возможность воплотить в жизнь свою версию этого видения. Его компания SpaceX запросила разрешение регулирующих органов на строительство орбитальных центров обработки данных на солнечных батареях, распределенных на миллионе спутников, которые могли бы обеспечить передачу до 100 ГВт вычислительной мощности за пределы планеты. Он , как сообщается, предположил, что некоторые из его спутников с искусственным интеллектом будут построены на Луне.
“Безусловно, самым дешевым местом для внедрения ИИ станет космос через 36 месяцев или даже раньше”, - сказал Маск на прошлой неделе в подкасте, который вел сооснователь Stripe Джон Коллисон.
Он не одинок. Глава отдела вычислительной техники xAI, как сообщается, поспорил со своим коллегой из Anthropic, что к 2028 году 1% вычислительной техники в мире будет находиться на орбите. Google (которой принадлежит значительная доля в SpaceX) объявила о разработке космического искусственного интеллекта под названием Project Suncatcher, в рамках которой в 2027 году будут запущены прототипы транспортных средств. Стартап Starcloud, который привлек 34 миллиона долларов при поддержке Google и Андреессена Горовица, на прошлой неделе представил свои собственные планы по созданию группировки из 80 000 спутников. Даже Джефф Безос сказал, что за этим будущее.
Но, несмотря на всю эту шумиху, что на самом деле потребуется для размещения центров обработки данных в космосе?
На первый взгляд, современные наземные центры обработки данных по-прежнему дешевле, чем те, что расположены на орбите. Эндрю Маккалип, космический инженер, создал полезный калькулятор для сравнения двух моделей. Его базовые результаты показывают, что орбитальный центр обработки данных мощностью 1 ГВт может стоить 42,4 миллиарда долларов, что почти в три раза превышает его наземный эквивалент, благодаря первоначальным затратам на строительство спутников и запуск их на орбиту.
Эксперты говорят, что для изменения этого уравнения потребуется разработка технологий в нескольких областях, значительные капитальные затраты и большая работа над цепочкой поставок компонентов космического назначения. Это также зависит от роста затрат на местах, поскольку ресурсы и цепочки поставок перегружены растущим спросом.
Ключевым фактором для любой космической бизнес-модели является то, сколько стоит запуск чего-либо в космос. Компания Маска SpaceX уже снижает стоимость вывода на орбиту, но аналитикам, которые изучают, что потребуется для того, чтобы орбитальные центры обработки данных стали реальностью, нужны еще более низкие цены, чтобы закрыть свои коммерческие проблемы. Другими словами, в то время как центры обработки данных с искусственным интеллектом могут показаться историей о новом направлении бизнеса в преддверии IPO SpaceX, план зависит от завершения самого продолжительного незавершенного проекта компании — Starship.
Учтите, что сегодня стоимость полета многоразового Falcon 9 на орбиту составляет примерно 3600 долларов за килограмм. Согласно техническому документу Project Suncatcher, для создания космических центров обработки данных потребуются цены, близкие к 200 долларам за кг, что в 18 раз выше, чем ожидается в 2030-х годах. Однако при такой цене энергия, поставляемая спутником Starlink, сегодня будет конкурентоспособна по стоимости с наземными центрами обработки данных.
Ожидается, что ракета следующего поколения Starship от SpaceX обеспечит эти усовершенствования - ни один другой разрабатываемый аппарат не обещает такой экономии. Однако этот аппарат еще не введен в эксплуатацию и даже не выведен на орбиту; ожидается, что третья версия Starship совершит свой первый запуск в ближайшие месяцы.
Однако, даже если Starship окажется полностью успешным, предположения о том, что он немедленно снизит цены для клиентов, могут не подтвердиться. Экономисты консалтинговой компании Rational Futures убедительно доказывают, что, как и в случае с Falcon 9, SpaceX не захочет взимать плату намного дешевле, чем ее лучший конкурент, — в противном случае компания останется без денег. Например, если ракета New Glenn Rocket от Blue Origin будет продаваться в розницу по цене 70 миллионов долларов, SpaceX не будет брать на себя полеты Starship для внешних заказчиков по гораздо меньшей цене, что превысит цифры, публично заявленные создателями космических центров обработки данных.
“Пока недостаточно ракет для запуска миллиона спутников, так что мы еще очень далеки от этого”, - сказал Мэтт Горман, генеральный директор Amazon Web Services, на недавнем мероприятии. “Если подумать о стоимости доставки полезной нагрузки в космос сегодня, то она огромна. Это просто неэкономично”.
И все же, если запуск - это бич всего космического бизнеса, то вторая проблема - это стоимость производства.
“На данный момент мы всегда считаем само собой разумеющимся, что стоимость Starship составит сотни долларов за килограмм”, - сказал Маккалип AGI_LOG. “Люди не принимают во внимание, что сейчас стоимость спутников составляет почти 1000 долларов за килограмм”.
Затраты на производство спутников составляют самую большую часть этой цены, но если мощные спутники могут быть изготовлены примерно за половину стоимости современных спутников Starlink, цифры начинают обретать смысл. SpaceX добилась значительных успехов в области спутниковой экономики, создав Starlink, свою рекордную сеть связи, и компания надеется добиться большего за счет масштабирования. Одной из причин создания миллиона спутников, несомненно, является экономия средств, которая достигается за счет массового производства.
Тем не менее, спутники, которые будут использоваться для этих миссий, должны быть достаточно большими, чтобы удовлетворять сложным требованиям к работе мощных графических процессоров, включая большие солнечные батареи, системы терморегулирования и лазерные линии связи для приема и передачи данных.
Технический документ 2025 года от Project Suncatcher предлагает один из способов сравнить наземные и космические центры обработки данных по стоимости электроэнергии - основных ресурсов, необходимых для работы чипов. На местах центры обработки данных тратят примерно 570-3000 долларов США за кВт электроэнергии в течение года, что зависит от местных затрат на электроэнергию и эффективности их систем. Спутники Starlink компании SpaceX вместо этого получают энергию от бортовых солнечных панелей, но стоимость приобретения, запуска и обслуживания этих космических аппаратов составляет 14 700 долларов за кВт в течение года. Проще говоря, спутникам и их компонентам придется значительно подешеветь, прежде чем они станут конкурентоспособными по стоимости благодаря дозированной мощности.
Сторонники орбитальных центров обработки данных часто говорят, что управление температурой в космосе “бесплатное”, но это чрезмерное упрощение. На самом деле без атмосферы рассеивать тепло сложнее.
“Вы полагаетесь на очень большие радиаторы, которые просто способны рассеивать это тепло в черноте космоса, и поэтому вам приходится управлять большой площадью поверхности и массой”, - сказал Майк Сафьян, исполнительный директор Planet Labs, которая разрабатывает прототипы спутников для Google Suncatcher, которые являются ожидается, что он будет запущен в 2027 году. “Это признано одной из ключевых проблем, особенно в долгосрочной перспективе”.
Помимо космического вакуума, спутникам с искусственным интеллектом также придется иметь дело с космическим излучением. Космические лучи со временем разрушают чипы, а также могут вызывать ошибки “перестановки битов”, которые могут привести к повреждению данных. Микросхемы могут быть защищены экранированием, использовать компоненты, защищенные от радиационного излучения, или работать последовательно с избыточной проверкой ошибок, но все эти варианты требуют больших затрат на массовую обработку. Тем не менее, Google использовала пучок частиц для проверки воздействия излучения на свои тензорные процессоры (чипы, разработанные специально для приложений машинного обучения). Руководители SpaceX сообщили в социальных сетях, что компания приобрела ускоритель частиц именно для этой цели.
Еще одна проблема связана с самими солнечными панелями. Логика проекта заключается в энергетическом арбитраже: размещение солнечных панелей в космосе делает их в пять-восемь раз более эффективными, чем на Земле, и если они находятся на правильной орбите, то могут находиться в поле зрения Солнца 90% суток и более, что повышает их эффективность. Электричество является основным топливом для чипов, поэтому чем больше энергии, тем дешевле центры обработки данных. Но даже солнечные панели сложнее использовать в космосе.
Солнечные панели космического класса, изготовленные из редкоземельных элементов, долговечны, но слишком дороги. Солнечные панели, изготовленные из кремния, дешевы и получают все большее распространение в космосе — их используют Starlink и Amazon Kuiper, — но они гораздо быстрее изнашиваются из-за космической радиации. Это ограничит срок службы спутников с искусственным интеллектом примерно пятью годами, что означает, что им придется быстрее окупать инвестиции.
Тем не менее, некоторые аналитики считают, что это не так уж и важно, учитывая, как быстро появляются новые поколения чипов. “Через пять или шесть лет цена в долларах за киловатт-час перестает приносить прибыль, и это потому, что она не соответствует современным требованиям”, - сказал AGI_LOG Филип Джонстон, генеральный директор Starcloud.
Дэнни Филд, исполнительный директор Solestial, стартапа по производству кремниевых солнечных панелей космического класса, говорит, что отрасль рассматривает орбитальные центры обработки данных как ключевой фактор роста. Он обсуждает с несколькими компаниями потенциальные проекты центров обработки данных и говорит, что “любой игрок, который достаточно силен, чтобы мечтать, по крайней мере, думает об этом”. Однако, как инженер-конструктор космических аппаратов с многолетним стажем, он не сбрасывает со счетов проблемы, связанные с этими моделями.
“Вы всегда можете экстраполировать физику на более масштабные задачи”, - сказал Филд. “Я рад видеть, как некоторые из этих компаний достигают точки, когда экономика обретает смысл, а бизнес-обоснование завершается”.
Один из нерешенных вопросов об этих центрах обработки данных: что мы будем с ними делать? Они общего назначения, или для умозаключений, или для обучения? Исходя из существующих вариантов использования, они могут быть не полностью взаимозаменяемы с наземными центрами обработки данных.
Ключевой проблемой при обучении новых моделей является совместная работа с тысячами графических процессоров. В большинстве случаев обучение моделей не распределено, а проводится в отдельных центрах обработки данных. Гиперскейлеры работают над изменением этого правила, чтобы повысить производительность своих моделей, но пока этого не удалось добиться. Аналогичным образом, обучение в космосе потребует согласованности между графическими процессорами на нескольких спутниках.
Команда Google Project Suncatcher отмечает, что наземные центры обработки данных компании подключают свои сети TPU с пропускной способностью в сотни гигабит в секунду. Самые быстрые на сегодняшний день готовые каналы межспутниковой связи, в которых используются лазеры, могут работать со скоростью всего около 100 Гбит/с.
Это привело к созданию интригующей архитектуры Suncatcher: она предполагает полет 81 спутника в строю, чтобы они находились достаточно близко друг к другу и позволяли использовать приемопередатчики, на которые полагаются наземные центры обработки данных. Это, конечно, сопряжено с определенными трудностями: автономность, необходимая для обеспечения того, чтобы каждый космический аппарат оставался на своем месте, даже если требуется маневрировать, чтобы избежать попадания орбитального мусора или другого космического аппарата.
Тем не менее, исследование Google содержит предостережение: работа логического вывода может быть выполнена в условиях орбитального излучения, но необходимы дополнительные исследования, чтобы понять потенциальное влияние сбоев в работе и других ошибок на рабочие нагрузки при обучении.
В задачах логического вывода нет необходимости в тысячах графических процессоров, работающих в унисон. Эту работу можно выполнить с помощью десятков графических процессоров, возможно, на одном спутнике - архитектура, представляющая собой своего рода минимально жизнеспособный продукт и вероятную отправную точку для бизнеса орбитальных центров обработки данных.
“Обучение - не самое лучшее занятие в космосе”, - сказал Джонстон. “Я думаю, что почти все рабочие процессы, связанные с выводом данных, будут выполняться в космосе”, - представляя, что все, от голосовых агентов службы поддержки клиентов до запросов ChatGPT, будет вычисляться на орбите. Он говорит, что первый искусственный спутник его компании уже приносит доход, выполняя логические выводы на орбите.
Несмотря на то, что подробностей мало даже в заявке компании FCC, орбитальный центр обработки данных SpaceX, по-видимому, рассчитывает на вычислительную мощность около 100 кВт на тонну28, что примерно вдвое превышает мощность нынешних спутников Starlink. Космические аппараты будут работать в связке друг с другом и использовать сеть Starlink для обмена информацией; в заявке утверждается, что лазерные каналы Starlink могут обеспечивать пропускную способность на уровне петабит.
Для SpaceX недавнее приобретение компании xAI (которая строит собственные наземные центры обработки данных) позволит компании занять позиции как в наземных, так и в орбитальных центрах обработки данных, что позволит быстрее адаптировать цепочку поставок.
В этом преимущество взаимозаменяемых операций с плавающей запятой в секунду – если вы можете заставить это работать. “ПРОВАЛ есть ПРОВАЛ, не имеет значения, где он находится”, - сказал Маккалип. “[SpaceX] может просто наращивать масштабы до тех пор, пока не столкнется с ограничениями на получение разрешений или капитальные вложения на местах, а затем вернуться к развертыванию в космосе”.
У вас есть секретная информация или документы о SpaceX? Свяжитесь с Тимом Фернхольцем по адресу tim.fernholz@AGI_LOG .c om . Для обеспечения безопасной связи вы можете связаться с ним с помощью Signal по адресу tim_fernholz.21 .
