谷歌打算把自己家的TPU芯片, 打包之后发送到太空中去。他们画出了这样一个蓝图, 让八十一颗卫星组成一个数据中心, 这个样子听起来是非常漂亮的。但是, 在现实中, 散热系统只要运行十五分钟, 就会导致断电问题。而且, 发射的成本也是在地面好几倍之多。这个故事归故事算, 坑也实打实地摆在那里了。
发射时间提前到今年底
谷歌的首席执行官在今天通过X平台发布了消息, 声称代号MVP的那颗太空算力卫星将会参与一个拼车发射的任务, 这个任务的名字叫做Task 18, 预定是在十月一日这一天, 由猎鹰九号火箭把它送入轨道之中, 这是谷歌在去年十一月提出的那个太空算力计划里面, 第一个真正得到落实落地的项目。
原计划中的首次发射时间安排在二零二七年, 现在的时间已经提前到了今年年底, 其核心的目的是要把从发射到部署, 再到在轨运行这一整套的流程尽早早早进行打通, 从而让可能存在的风险在前端阶段充分暴露出来, 避免把问题留到大面积组网的时候才爆发出来。
冰箱大小的算力盒子
MVP的体积实际上是与一台家用冰箱存在差不多状况, 这个项目是由谷歌联合一家遥感卫星公司进行开发的, 在该项目上面进行了塞入四颗TPU芯片的设计操作, 其总算力数值约等于在地面运行的一台标准服务器的情况存在, 该设计的寿命预期为一年时间这个状态, 在目前的运作阶段里只能处理简单问答类任务这样的特定类型。
千万不要轻视这个启动点位置, 它仅仅被视为一个最小化可用产品模型。谷歌公司所构想的最终宏大规划方案是, 部署总数为八十一颗的卫星集群单元, 这些卫星设备之间依靠激光通信技术实现相互连接互联操作, 在太空轨道环境之内构建搭建出一个具备分布式特征的数据存储中心处理节点设施。
前面的基础步骤如果能够实现稳定扎实运行推进落实到位, 那么后续的发展计划议题才具备进一步协商讨论的实际存在价值资格条件。
发射时的冲击不是小事
在火箭发射的这个期间, 卫星必须承受最低十倍的地球重力所形成的G力加速, 而单颗TPU芯片的局部压力能够上升到五十倍到一百倍的冲击程度。当芯片内部存在的微米级互连结构遇到这种力量矩的时候, 这个结构非常容易产生形变, 甚至会发生断裂。
谷歌所采取的核心思路在于从本质上强化硬件层面的安防体系, 这被看作是工程领域内相对具备可操作性的问题。然而, 如果安全防护措施铺设得过于厚重, 那么星体的整体重量必然会随之增加, 而重量的过度提升又会导致发射成本的大幅攀升, 因此必须在二者之间进行反复且谨慎的权衡考量。
辐射剂量暂时扛得住
太空这块儿是没有大气层的任何屏蔽保护的, 所以那些高能粒子和宇宙射线就会不间断地去轰击芯片, 等到辐射剂量积攒得越来越多的时候, 晶体管性能方面就会出现衰减现象, 而且出错率也会直线飙升, 这种现象在所有的在轨电子设备身上都算是个通病情况。
好在第六代TPU的设计累积辐射耐受量能覆盖五年在轨任务所受剂量, 辐射这件事短期不算瓶颈, 芯片撑得住设计寿命内的辐射预算。
散热才是真正的硬骨头
在太空中根本没有空气, 所以靠空气流动来散热的对流散热方式彻底就不管用了, 设备只能依靠向外辐射热量这种方式来把热甩出去。
谷歌那边采取了一种结合使用热管和散热板的方案来进行处理, 实际测试的时候发现, 芯片要是完全发挥性能地运行达到十五分钟的话, 就必须让它强制关机来进行降温操作, 不然温度的上升就会直接失去控制。
MDP整星的功率才一千瓦, 离真正数据中心需要的兆瓦甚至吉瓦级差了四个五个数量级。卫星规模一旦做大, 散热需求就会指数增长, 现有路线远没有到顶。
发射成本算不过地面电费
谷歌自己算过这个账, 卫星发射的成本必须降到每公斤两百美元以下, 这样太空用电力的成本才能够跟地面数据中心的比起来不差上下。现在主流的发射价格是每公斤一千五百到两千九百美元这样一个区间里面。
两者之间存在着达到十倍之多的一项降低成本的巨大潜在空间, 必须依靠对超重型发射火箭进行非常高频率的发射操作, 将每一公斤载荷的成本成功地摊付分摊开来。由于谷歌自身没有能力制造火箭, 所以它只能去等待那些竞争对手方把相关的价格彻底地打压至极低的水平。
散热这块难题还有成本方面的限制, 都还没有解决明白, 所以现在太空这个算力领域, 讲来讲去大多都是那些在计划书上画的空壳子故事。我就挺好奇大家怎么看这事儿, 就是盼着在二零三零年之前能不能搞出个实实在在能转起来的商业赚钱路子?
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