在太空里建AI数据中心,这个曾经只出现在科幻小说的概念,现在正逐步化为现实。

美国创业公司Starcloud预计将于今年8月发射一颗“冰箱大小”的卫星——这将是第一颗搭载NVIDIA H100芯片的卫星。

AI技术爆炸增长,让全球数据中心的耗电量一路飙升。根据美国能源部预估,到了2028年,美国数据中心的用电占比将从2023年的4.4%攀升至12%。

虽然Microsoft、Amazon、Google和Meta都正投入核能、地热等替代能源,但在AI模型对算力的饥渴下,即便是清洁能源也可能跟不上需求。

因此,越来越多公司与投资人把眼光投向地球外的高轨道。因为太空中的太阳能发电具备全天候、不间断的优势,理论上可摆脱对地面电网与化石燃料的依赖。

Starcloud预计8月发射的首颗卫星虽然仅有1千功耗电量,性能无法与地面数据中心相比,只能运行Google Gemini或OpenAI GPT的简化模型。但它依然将成为目前轨道上最强大的计算机,计算能力是国际空间站与其他卫星的100倍。

未来,Starcloud计划打造一座千兆瓦级太空数据中心,由4平方公里的太阳能板供电,搭载大量AI芯片,并通过激光与既有的卫星网络(例如SpaceX Starlink、Amazon Kuiper)通信。

Starcloud目前已获Y Combinator 2,100万美元投资,并正与SoftBank等潜在投资方谈判,期望推进5千兆瓦级规模的轨道数据中心,目标是在5年内实现。

另一家美国公司Axiom Space计划在今年底前发射两个使用CPU与GPU的数据中心节点,初期将服务军事与商业通信市场,并希望在2030年前扩展到100千瓦。

Google前首席执行官艾瑞克·施密特(Eric Schmidt),今年4月也入股火箭公司Relativity Space,目的就是将数据中心送上轨道。

Amazon创办人杰夫·贝佐斯(Jeff Bezos)更是早在创立Blue Origin时就言明希望把污染工业搬离地球,将数据中心纳入太空产业带的长远布局。以Amazon在云计算的领先地位,自然对此极感兴趣。

中国早在今年5月14日便成功发射了“三体运算星座”的首批12颗卫星,搭载80亿参数的天基模型,并计划建成千星级规模的太空运算网。

欧盟则由Thales Alenia Space主导研究轨道数据中心的可行性评估,欧洲太空总局也正在评估开发专为数据中心打造的运输火箭。

虽然愿景壮阔,但想把数据中心送上太空并不简单:

散热困难:太空虽冷,但无对流环境,AI芯片的热只能靠辐射方式排出。NASA前局长指出,一座100千瓦数据中心需搭配“网球场大小”的散热器。

辐射问题:太空中有高强度辐射,需额外屏蔽与冗余设计,增加重量与成本。

碎片风险与维修困难:空间碎片恐造成碰撞,且故障后维修成本高昂。

发射成本也是大问题。以SpaceX的猎鹰9号为例,单次发射约需7000万美元。Starcloud估算未来构建一座40兆瓦的太空数据中心,总发射成本约2,000万美元,相较地面仍具成本优势,但前提是火箭价格持续下滑。

所幸,像SpaceX的“星舰”、Blue Origin的“New Glenn”等下一代重型火箭已进入测试阶段,有望成为实现太空数据中心的关键工具。

短期内,要取代AWS、Azure等地面云平台还不太可能,但太空数据中心在某些特定领域已逐步展现应用价值:

即时气象分析、灾害监控、气候研究、航天器关注等需求,可通过近轨处理减少传输延迟。

美军对太空运算高度关注,将其视为强化天基通信与侦测系统的重要方向。

商业网络星座如Starlink与Kuiper,也可能逐步扩张运算能力,提供低延迟的太空边缘运算服务。

整体来看,大规模太空数据中心要真正落地,可能还需要5至10年时间,但这场围绕“未来算力”的太空竞赛,现在已经悄悄开打。