Google запускает революционный проект Suncatcher: космический хаб для будущего искусственного интеллекта

Компания Google планирует разработать спутниковую систему на околоземной орбите для сбора солнечной энергии, которая будет использоваться для питания дата-центров. Информация об этом опубликована в блоге компании.

Корпорация считает, что искусственный интеллект представляет собой ключевую технологию, способную трансформировать мир, но для полноценного использования его возможностей необходимы значительные вычислительные ресурсы.

«Солнце является основным источником энергии в нашей солнечной системе, излучая её в 100 триллионов раз больше, чем общее производство человечества. Спутниковые солнечные панели на оптимальной орбите могут быть в восемь раз эффективнее своих земных аналогов и обеспечивать практически постоянное получение энергии, что уменьшает потребность в аккумуляторах», — утверждает компания.

Согласно прогнозам Google, космос может стать идеальным местом для масштабирования мощностей искусственного интеллекта, и в этой связи запущен «амбициозный исследовательский проект» под названием Suncatcher. Проект предполагает создание компактных групп спутников, работающих на солнечной энергии, оснащенных тензорными процессорами (TPU) и соединенных между собой оптическими каналами связи.

Предполагается, что система будет функционировать в области низкой околоземной орбиты, которая постоянно освещена солнечным светом. Это обеспечит возможность непрерывного получения солнечной энергии и ее эффективного использования.

Тем не менее, для реализации проекта Suncatcher необходимо преодолеть ряд сложностей, отметили представители Google.

Обеспечение межспутниковых связи

Для значительных нагрузок машинного обучения требуется распределение задач среди множества ускорителей с высокой пропускной способностью и минимальной задержкой.

Чтобы добиться производительности, сопоставимой с наземными дата-центрами, необходимо создать каналы связи между спутниками с пропускной способностью в десятки терабит в секунду. Это может быть достигнуто с помощью многоканальных плотных приемопередатчиков, которые используют мультиплексирование по длине волны и пространственное мультиплексирование, считают эксперты Google.

Для достижения нужной пропускной способности необходимо, чтобы уровни получаемой мощности были в тысячи раз выше, чем у традиционных систем дальнего действия.

«Поскольку энергия обратно пропорциональна квадрату расстояния, мы можем решить эту задачу, разместив спутники в плотной конфигурации», — сообщают в блоге.

Команда уже начала проверку этого метода. В лабораторных условиях удалось достигнуть скорости передачи данных в 800 Гбит/с в каждую сторону.

Управление спутниками

Для высокоскоростных межспутниковых каналов связи требуется очень плотное размещение устройств.

Эксперты разработали модели, которые анализируют орбитальную динамику такого кластера. Результаты показывают, что, размещая спутники на расстоянии всего нескольких сотен метров друг от друга, можно свести к минимуму необходимые маневры для поддержания их стабильного положения.

Радиационная стойкость TPU

Для обеспечения устойчивости ускорителей ML нужно, чтобы они выдерживали условия, характерные для низкой околоземной орбиты. Компания провела испытания чипа Trillium, и результаты оказались многообещающими.

Подсистемы памяти с высокой пропускной способностью начали показывать нестабильность уже после накопленной ионизирующей дозы, почти в три раза превышающей ожидаемую.

Тем не менее, эксперты не зафиксировали серьезных сбоев.

Экономическая целесообразность

В прошлом высокие затраты на запуск являлись основной преградой для создания масштабных космических систем. Однако исследования показывают, что к середине 2030-х годов цены на запуски могут опуститься ниже $200 за килограмм.

При таких условиях космический центр для обработки данных станет экономически сопоставим с наземным аналогом.

В Google отметили, что основные вычисления соответствуют физическим законам и не сталкиваются с непреодолимыми экономическими трудностями.

«Тем не менее, остаются значительные инженерные вызовы, такие как терморегулирование, обеспечение наземной связи с высокой пропускной способностью и надежность орбитальной системы», — говорится в блоге.

Google планирует начать решение этих вопросов с учебной миссии совместно с Planet, в рамках которой к началу 2027 года будет осуществлен запуск двух прототипных спутников. В ходе эксперимента будет проверена работоспособность моделей и оборудования в космическом пространстве.

Есть также информация, что в мае 2025 года Китай отправил в космос 12 спутников для создания сети орбитальных суперкомпьютеров.