Η Google εγκαινιάζει το Project Suncatcher, ένα βήμα προς τα κέντρα δεδομένων AI στο διάστημα

Η Google μόλις έβαλε στο διάστημα έναν δορυφόρο μεγέθους ψυγείου, μέρος ενός ερευνητικού έργου που η εταιρεία ελπίζει ότι μπορεί να ανοίξει το δρόμο για τα κέντρα δεδομένων τεχνητής νοημοσύνης σε τροχιά που τροφοδοτούνται από τον ήλιο.

Ο πρωτότυπος δορυφόρος έχει τέσσερα εξειδικευμένα τσιπ που ονομάζονται Tensor Processing Units, ή TPUs, τα οποία η Google σχεδίασε για μηχανική εκμάθηση και έχει ήδη αναπτύξει σε κέντρα δεδομένων στη Γη. Τα τσιπ θα εκτελούν μια έκδοση του μοντέλου Gemma AI της εταιρείας για 15 λεπτά τη φορά λόγω περιορισμών διαχείρισης θερμότητας, χρησιμοποιώντας το μοντέλο ανοιχτού βάρους για να απαντούν σε απλά ερωτήματα. Σε ένα ανάρτηση ιστολογίουη Google είπε ότι η αποστολή θα μετρήσει πώς οι TPU χειρίζονται «το φυσικό άγχος της διαστημικής πτήσης και την ακτινοβολία και τις θερμικές ακραίες συνθήκες του διαστήματος».

Η χρήση της τεχνητής νοημοσύνης έχει αυξηθεί απότομα τα τελευταία χρόνια, τροφοδοτώντας τη ζήτηση για κέντρα δεδομένων. Στην ετήσια σύνοδο κορυφής προγραμματιστών της Google τον Μάιο, ο CEO Sundar Pichai είπε Η ζήτηση για υπηρεσίες τεχνητής νοημοσύνης υπερβαίνει την προσφορά και αναμένει ότι οι κεφαλαιουχικές δαπάνες φέτος θα είναι 180 έως 190 δισεκατομμύρια δολάρια – έξι φορές μεγαλύτερες από το 2022 – καθώς η εταιρεία κατασκευάζει υπολογιστική υποδομή και αναπτύσσει τσιπ.

Σε μια εποχή που η αντίθεση στον πολλαπλασιασμό των κέντρων δεδομένων που διψούν για την εξουσία στη Γη είναι αυξανόμενηη Google είναι μία από τις ελάχιστες εταιρείες που προωθούν σχέδια να τις βάλουν σε τροχιά όπου υπάρχει σχεδόν απεριόριστη δωρεάν ενέργεια και χωρίς διαδηλωτές.

“Ο ήλιος εκπέμπει σχεδόν όλη την ενέργεια στο ηλιακό μας σύστημα. Όλες οι άλλες πηγές ενέργειας που έχει αξιοποιήσει η ανθρωπότητα είναι μόνο ένα μικρό κλάσμα του ποσοστού”, δήλωσε ο Travis Beals, ανώτερος διευθυντής και επικεφαλής του Project Suncatcher. «Έτσι, κατά κάποιο τρόπο, αυτό το έργο αφορά την αξιοποίηση του καλύτερου τρόπου χρήσης της ηλιακής ενέργειας για την εκτέλεση υπολογισμών AI».

Ο δορυφόρος θα βρίσκεται σε μια ηλιακή-σύγχρονη τροχιά όπου τα ηλιακά πάνελ του δεν θα είναι σχεδόν ποτέ στη σκιά. Αυτό εξαλείφει την ανάγκη μεταφοράς βαριών μπαταριών ή εφεδρικής ισχύος στο διαστημόπλοιο.

Τον περασμένο Νοέμβριο, ξεκίνησε μια startup που υποστηρίζεται από εγχειρήματα που ονομάζεται Starcloud ένα διαστημόπλοιο που έφερε ένα τσιπ Nvidia H100 στο σκάφος και παρουσίασε μια έκδοση του Gemini AI της Google από το διάστημα. Το SpaceX του Έλον Μασκ εργάζεται επίσης σε διαστημικά κέντρα δεδομένων και έχει είπε αναμένει να ξεκινήσει την ανάπτυξη «τροχιακών υπολογιστικών δορυφόρων AI» ήδη από το 2028.

Η Google ανέπτυξε τον πειραματικό δορυφόρο σε συνεργασία με την εταιρεία αεροδιαστημικής και δορυφορικών εικόνων Planet. Οραματίζεται τελικά συμπλέγματα δορυφόρων να περιφέρονται μαζί για να σχηματίσουν κέντρα δεδομένων που βασίζονται στο διάστημα. Κάθε δορυφόρος θα μεταφέρει δεκάδες τσιπ TPU και θα επικοινωνεί με τους άλλους «και τη Γη» μέσω λέιζερ. Το επόμενο έτος, η εταιρεία σχεδιάζει να θέσει σε τροχιά άλλους δύο δορυφόρους για να δοκιμάσει τη σύνδεσή τους.

Ο δορυφόρος που εκτοξεύτηκε σήμερα είναι ένα πρωτότυπο που ο Beals ονόμασε “ένα πολύ ελάχιστο τεστ” για να βεβαιωθεί ότι τα τσιπ μπορούν να τρέξουν στο διάστημα. Ένας πύραυλος SpaceX τον μετέφερε σε τροχιά και ο Planet θα τον βάλει σε λειτουργία. Ο Beal είπε ότι η Google θα ενεργοποιήσει στη συνέχεια και θα δοκιμάσει τις TPU. Στόχος είναι η αποστολή να είναι επιχειρησιακή για ένα χρόνο.

Ο Brandon Lucia, καθηγητής Ηλεκτρολογίας και Μηχανικής Υπολογιστών στο Πανεπιστήμιο Carnegie Mellon, είπε ότι η ιδέα ακούγεται «πολύ επιστημονική φαντασία», αλλά μεγάλο μέρος της τεχνολογίας έχει αποδειχθεί σε ερευνητικό επίπεδο.

Ωστόσο, υπάρχουν τεράστιες προκλήσεις. Η ζέστη είναι μεγάλη. Τα τσιπ υπολογιστών ζεσταίνονται και στη Γη η θερμότητα μπορεί να διαλυθεί με τον άνεμο ή το νερό. Αυτό δεν είναι δυνατό στο κενό του χώρου.

«Σε έναν δορυφόρο συγκεκριμένα, η χρήση περισσότερης ισχύος για τους υπολογισμούς σημαίνει την απόρριψη περισσότερης θερμότητας στο περιορισμένο περιβάλλον μέσα στον δορυφόρο», είπε η Lucia.

Στην ανάρτησή του στο blog, η Google κάλεσε η ψύξη των τσιπ «μια κρίσιμη ερευνητική πρόκληση» και περιέγραψε μερικές από τις προσεγγίσεις στις οποίες εργάζεται, συμπεριλαμβανομένης της χρήσης ενός συνδυασμού σωλήνων και καλοριφέρ για την απομάκρυνση της θερμότητας από τα τσιπ.

Ο Beal είπε ότι τα θερμαντικά σώματα είναι ένα από τα βαρύτερα εξαρτήματα στην τρέχουσα αποστολή – ένα μειονέκτημα επειδή τα βαρύτερα αντικείμενα είναι πιο ακριβά στην εκτόξευση – και η ομάδα του εργάζεται σε τρόπους για να ψύχει τα τσιπ πιο αποτελεσματικά.

Η Lucia επισημαίνει ότι υπάρχουν επίσης μεγάλα ερωτήματα σχετικά με τη συντήρηση. Όταν ένα τσιπ δυσλειτουργεί σε ένα επίγειο κέντρο δεδομένων ή όταν κάτι δεν πάει καλά, ένας τεχνικός μπορεί να μπει και να το διορθώσει. Αυτό είναι πιο δύσκολο όταν το κέντρο δεδομένων κάνει κύκλους εκατοντάδων μιλίων πάνω από τη Γη.

“Όλα αυτά έχουν το κόστος και την πολυπλοκότητά τους ενισχύονται κατά 10, ίσως και 100. Και έτσι πρέπει να υπάρξει μια μεγάλη ανταμοιβή”, είπε η Lucia.

Και υπάρχουν και περιβαλλοντικά ερωτήματα. Ενώ τα διαστημικά κέντρα δεδομένων θα λειτουργούσαν με ηλιακή ενέργεια, οι πύραυλοι που τα εκτοξεύουν ρέουν από καύσιμα με βάση τον άνθρακα. Και τελικά θα εισέλθουν ξανά στην ατμόσφαιρα της γης, προσθέτοντας ενδεχομένως ρύπανση καθώς καίγονται.

Έλον Μασκ έχει πει ότι το διάστημα είναι ο «μόνος τρόπος κλιμάκωσης» των κέντρων δεδομένων για την κάλυψη της μελλοντικής ζήτησης για τεχνητή νοημοσύνη. Αλλά τα οικονομικά είναι ακόμα ένα ερωτηματικό. Οι εκτοξεύσεις είναι δαπανηρές, οι επισκευές είναι δύσκολες και η επικοινωνία με λέιζερ σε εκατοντάδες μίλια και μέσω της ατμόσφαιρας της Γης είναι πιο αργή. Και θα χρειαστούν αστερισμοί πολλών δορυφόρων για να ισούται με την υπολογιστική ικανότητα ενός επίγειου κέντρου δεδομένων.

Ο Beals είπε ότι αυτός και η μικρή του ομάδα σκέφτονται πολύ αυτές τις ερωτήσεις. «Δεν βοηθάει πολύ αν αυτό είναι τεχνικά εφικτό, αν είναι πάντα πολύ ακριβό για να είναι πρακτικό», είπε.

Πρόσθεσε ότι είναι δύσκολο να γνωρίζουμε πότε τα κέντρα δεδομένων που βασίζονται στο διάστημα θα είναι οικονομικά βιώσιμα. “Δεν βλέπω ότι αυτό είναι κάτι όπου είναι φθηνότερο να γίνει αυτό τα επόμενα πέντε χρόνια. Νομίζω ότι θα διαρκέσει περισσότερο από αυτό”, είπε.

Και δεν πιστεύει ότι τα διαστημικά κέντρα δεδομένων θα αντικαταστήσουν τα επίγεια κέντρα δεδομένων σύντομα. «Πιστεύω ότι θα υπάρξουν περιπτώσεις χρήσης που θα είναι πιο λογικό να γίνονται στη Γη και περιπτώσεις χρήσης που είναι πιο λογικό να γίνονται στο διάστημα», είπε ο Beals. “Μακροπρόθεσμα, ίσως το σύνολο των πραγμάτων που κάνετε στο διάστημα γίνεται όλο και μεγαλύτερο μέχρι εκεί που συμβαίνει το μεγαλύτερο μέρος του υπολογισμού. Αλλά νομίζω ότι για πολύ καιρό θα έχετε και τα δύο να συνυπάρχουν.”

Το όλο εγχείρημα, είπε, είναι ένα «φεγγάρι».

«Θα πάρει πολύ χρόνο», είπε. «Δεν πρόκειται να είναι ένα εντελώς απλό ταξίδι».

Η Google είναι οικονομικός υποστηρικτής του NPR.