11 月 2 日（周日），英偉達(dá)（Nvidia）首次將其高性能 H100 GPU 送入太空，旨在測試數(shù)據(jù)中心在軌道環(huán)境中的運(yùn)行可行性。

這款 GPU 配備 80GB 內(nèi)存，運(yùn)算能力是以往所有太空在軌計(jì)算機(jī)的 100 倍。它將測試一系列人工智能處理應(yīng)用，包括分析地球觀測圖像以及運(yùn)行谷歌的大型語言模型。此次測試任務(wù)由總部位于美國弗吉尼亞州雷德蒙德的初創(chuàng)公司Starcloud 研發(fā)的  Starcloud-1 衛(wèi)星搭載執(zhí)行，是一項(xiàng)宏大計(jì)劃的第一步 —— 該計(jì)劃旨在將全球高能耗的數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)設(shè)施遷移至太空。支持者認(rèn)為這一構(gòu)想具有合理性：在遠(yuǎn)離地球的太空真空環(huán)境中，數(shù)據(jù)中心無需占用寶貴的陸地資源，也不需要大量能源和水資源用于冷卻，同時不會向大氣中排放導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體。

英偉達(dá)的芯片此前曾多次進(jìn)入太空。其 Jetson 機(jī)器學(xué)習(xí)計(jì)算板已搭載多顆實(shí)驗(yàn)性及地球觀測小型衛(wèi)星執(zhí)行任務(wù)。但此次 H100 的太空測試飛行，為太空人工智能數(shù)據(jù)處理開啟了全新篇章，最早有望在明年推動相關(guān)商業(yè)服務(wù)落地。

“H100 的運(yùn)算能力大約是以往所有在軌 GPU 計(jì)算機(jī)的 100 倍，” Starcloud 聯(lián)合創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官Philip Johnston 表示，“這將是首款地面級數(shù)據(jù)中心 GPU 在軌道上飛行并運(yùn)行的案例?！?/p>

這項(xiàng)為期三年的任務(wù)將通過SpaceX 的  Bandwagon 4 獵鷹 9 號火箭發(fā)射。重達(dá) 60 千克的 Starcloud-1 衛(wèi)星將在近地軌道運(yùn)行，軌道高度約 350 公里。在軌期間，該衛(wèi)星將接收由美國Capella運(yùn)營的合成孔徑雷達(dá)地球觀測衛(wèi)星群傳回的數(shù)據(jù)，進(jìn)行實(shí)時處理后，再將分析結(jié)果傳送回地球。

“合成孔徑雷達(dá)數(shù)據(jù)的下行傳輸歷來是個重大難題，因?yàn)槠鋽?shù)據(jù)量極其龐大，” 約翰斯頓指出，“但如果能在軌道上直接處理這些數(shù)據(jù)，我們就只需將分析結(jié)果傳回地球。例如，分析結(jié)果可能是‘某位置有一艘船只，正以特定速度向特定方向航行’—— 這樣的結(jié)果僅需 1 KB的數(shù)據(jù)量，而原始數(shù)據(jù)的下行傳輸則需要數(shù)百GB?！?/p>

天基數(shù)據(jù)中心的可行性依據(jù)

不過，對地球軌道衛(wèi)星傳回的數(shù)據(jù)進(jìn)行在軌處理，只是星云公司愿景的一部分。該公司認(rèn)為，隨著火箭技術(shù)的進(jìn)步 —— 尤其是SpaceX“星艦”火箭預(yù)計(jì)將大幅降低發(fā)射成本 —— 未來大規(guī)模計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施有望部署在太空，而非占用地球?qū)氋F的土地資源。

“隨著人工智能發(fā)展對能源的需求不斷增加，軌道數(shù)據(jù)中心將成為一項(xiàng)革命性的環(huán)保突破 —— 它能將溫室氣體排放量降低多個數(shù)量級，同時不再需要復(fù)雜的冷卻系統(tǒng)，” 英偉達(dá)可持續(xù)發(fā)展部門負(fù)責(zé)人Josh Parker 表示，“Starcloud的技術(shù)能夠利用低成本、不間斷的太陽能，無需占用土地資源，也不依賴化石燃料，這使得數(shù)據(jù)中心能夠快速且可持續(xù)地?cái)U(kuò)張；在數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施不斷發(fā)展的同時，助力保護(hù)地球氣候與關(guān)鍵自然資源?！?/p>

根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)，到 2030 年，全球數(shù)據(jù)處理基礎(chǔ)設(shè)施的耗電量將相當(dāng)于整個日本的用電量。World Economic Forum 的數(shù)據(jù)則顯示，數(shù)據(jù)中心的冷卻還需要消耗大量水資源 —— 一座 1 兆瓦的數(shù)據(jù)中心每天消耗的水量，相當(dāng)于發(fā)達(dá)國家約 1000 人的日用水量。隨著人工智能技術(shù)的進(jìn)步，計(jì)算需求持續(xù)增長，數(shù)據(jù)中心對能源、水資源等消耗品的需求也在同步增加。這種影響在數(shù)據(jù)中心周邊社區(qū)尤為顯著，當(dāng)?shù)鼐用駥δ茉春退Y源成本上漲、供應(yīng)中斷的擔(dān)憂日益加劇。該技術(shù)的支持者認(rèn)為，將數(shù)據(jù)中心遷移至太空有望解決這些問題。

“我的預(yù)期是，未來 10 年內(nèi)，幾乎所有新建數(shù)據(jù)中心都會部署在太空 —— 這完全是因?yàn)槲覀冊诘厍蛏险媾R能源短缺的限制，” 約翰斯頓說。

他指出，要讓地球上的數(shù)據(jù)中心完全使用綠色能源，需要對太陽能發(fā)電和電池存儲系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模投資。而在太空中，由于陽光 24 小時不間斷供應(yīng)，無需電池存儲；此外，太空中每塊太陽能電池板的發(fā)電量是地球上同類產(chǎn)品的 8 倍，這將進(jìn)一步降低成本。

“在太空部署數(shù)據(jù)中心，唯一額外增加的成本就是發(fā)射成本，” 約翰斯頓表示，“我們認(rèn)為，當(dāng)發(fā)射成本降至每千克約 500 美元時，就能實(shí)現(xiàn)成本平衡。而借助‘星艦’火箭，我們預(yù)計(jì)發(fā)射成本會遠(yuǎn)低于這一水平?！?/p>

一旦 “星艦” 這款巨型火箭全面投入運(yùn)營，太空探索技術(shù)公司對該火箭的每千克發(fā)射定價預(yù)計(jì)在 150 美元以甚至低至 10 美元。目前，“星艦” 已成功完成 6 次飛行任務(wù)，預(yù)計(jì)明年將把首批衛(wèi)星送入軌道。

星云公司已在規(guī)劃下一項(xiàng)任務(wù)，計(jì)劃明年向太空發(fā)射一座運(yùn)算能力為 “Starcloud-1 ” 10 倍的數(shù)據(jù)中心。“Starcloud-2”任務(wù)將搭載英偉達(dá)的Blackwell GPU 以及多塊 H100 GPU，提供 7 千瓦的計(jì)算能力。約翰斯頓表示，該任務(wù)預(yù)計(jì)將為客戶提供商業(yè)服務(wù)，客戶包括地球觀測衛(wèi)星運(yùn)營商以及美國國防部。

一座功率更大（100 千瓦）的衛(wèi)星預(yù)計(jì)將于 2027 年進(jìn)入軌道。星云公司認(rèn)為，到 2030 年代初，其有望在太空部署一座 40 兆瓦的數(shù)據(jù)中心，其數(shù)據(jù)處理成本將與地球上的數(shù)據(jù)中心相當(dāng)。

Starcloud并非唯一一家計(jì)劃將計(jì)算任務(wù) “外包” 至太空的企業(yè)。今年早些時候，Axiom Space也公布了類似計(jì)劃；總部位于美國佛羅里達(dá)州的Lonestar Holdings則通過今年初的 “Intuitive Machines-2”任務(wù)，向月球發(fā)送了一座小型數(shù)據(jù)中心，并計(jì)劃未來在月球上建設(shè)大型數(shù)據(jù)中心。