《科創(chuàng)板日報》11 月 28 日訊(編輯 宋子喬)算力之爭的疆域,有可能從地面擴展至太空。11 月 27 日,從 " 智繪星空 勝算在天——太空數(shù)據(jù)中心建設(shè)工作推進會 " 上獲悉,北京擬在 700-800 公里晨昏軌道建設(shè)運營超過千兆瓦(GW)功率的集中式大型數(shù)據(jù)中心系統(tǒng),以實現(xiàn)將大規(guī)模 AI 算力搬上太空。
根據(jù)推進會上發(fā)布的規(guī)劃方案,數(shù)據(jù)中心系統(tǒng)由空間算力、中繼傳輸和地面管控分系統(tǒng)組成。
數(shù)據(jù)中心建設(shè)分為三個階段:2025 年至 2027 年,突破能源與散熱等關(guān)鍵技術(shù),迭代研制試驗星,建設(shè)一期算力星座;2028 年至 2030 年,突破在軌組裝建造等關(guān)鍵技術(shù),降低建設(shè)與運營成本,建設(shè)二期算力星座;2031 年至 2035 年,衛(wèi)星大規(guī)模批量生產(chǎn)并組網(wǎng)發(fā)射,在軌對接建成大規(guī)模太空數(shù)據(jù)中心。
太空算力具備能源、散熱優(yōu)勢
太空算力是一種將數(shù)據(jù)中心和計算能力部署到太空軌道的技術(shù),通過衛(wèi)星及其搭載的計算硬件進行在軌數(shù)據(jù)處理。其利用星間高速激光通信實現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸和實時處理,并將結(jié)果傳回地球。
隨著 " 星際之門 " 等大型項目計劃的宣布以及 CSP 各廠商資本開支的持續(xù)上修,爆發(fā)式增長的算力需求已成為確定性趨勢,但電力生產(chǎn)、輸送和冷卻需求一直是布局大型 AI 數(shù)據(jù)中心的主要制約因素。
太空中獨特的 " 永續(xù)太陽能 " 與真空環(huán)境等,理論上能使太空算力具備地面算力所沒有的能源、散熱優(yōu)勢。
在此前的美沙投資論壇中,馬斯克大膽預(yù)言:" 五年內(nèi),太空中的 AI 計算會比地面便宜。" 他認為,這主要得益于太空中 " 免費 " 的太陽能和相對容易實現(xiàn)的冷卻技術(shù)," 在太空中,你可以利用持續(xù)的太陽能,實際上你不需要電池,因為太空永遠陽光充足,而且太陽能電池板實際上會更便宜,因為你不需要玻璃或框架,冷卻也只是輻射冷卻。"
谷歌、亞馬遜、英偉達也看好
本月早些時候,谷歌提出 " 捕日者(Suncatcher)" 項目的構(gòu)想,擬在 2027 年初發(fā)射兩顆搭載 Trillium 代 TPU 的原型衛(wèi)星,將 AI 算力直接部署到太空。
另外,亞馬遜公司創(chuàng)始人杰夫?貝索斯、以及谷歌母公司 Alphabet 的首席執(zhí)行官桑達爾?皮查伊都詳細闡述了在太空軌道上建設(shè)數(shù)據(jù)中心的計劃。貝索斯預(yù)測,未來 10 到 20 年內(nèi)人類將能夠在太空建造千兆瓦級數(shù)據(jù)中心。
海內(nèi)外已有太空算力項目部署,英偉達也參與其中。如美國初創(chuàng)公司 StarCloud 計劃在太空中建設(shè)首個千兆瓦級別數(shù)據(jù)中心,用于在軌 AI 計算,這一項目獲得英偉達初創(chuàng)加速計劃支持;加拿大光伏、儲能公司 PowerBank 與新加坡航空航天公司 Orbit AI 將在 12 月發(fā)射一顆名為 DeStarlink Genesis-1 的衛(wèi)星,驗證在低地球軌道上部署英偉達算力芯片。
國內(nèi),我國首個整軌互聯(lián)太空計算衛(wèi)星星座已正式進入組網(wǎng)階段,這也是中國 " 三體計算星座 " 的首次發(fā)射,該星座由之江實驗室牽頭;北京星空院軌道辰光完成首輪融資,核心任務(wù)是在地球晨昏軌道發(fā)射部署算力衛(wèi)星,組成太空數(shù)據(jù)中心;中國 ADA Space 與浙江 Lab 合作推出的 " 三體計算星座 " 已發(fā)射首批 12 顆 AI 衛(wèi)星;國星宇航早在 2024 年 11 月啟動 " 星算計劃 ",并于 2025 年 5 月成功發(fā)射全球首個太空計算星座,在軌集群算力達 5POPS。
可復(fù)用火箭成助推器
巨頭在當(dāng)下時點力推算力上天,與航天業(yè)發(fā)展密不可分??蓮?fù)用火箭技術(shù)的進步極大降低了火箭發(fā)射成本,將太空算力建設(shè)從 " 經(jīng)濟上不可行 " 變?yōu)?" 商業(yè)上可計算 "。
一個大型數(shù)據(jù)中心不可能一次建成,需要像搭積木一樣,通過多次發(fā)射,將各個模塊(計算單元、能源系統(tǒng)、冷卻裝置等)送入太空再組裝。
以往發(fā)射一顆衛(wèi)星的成本動輒數(shù)億甚至數(shù)十億美元,將重達數(shù)噸的數(shù)據(jù)中心模塊送入軌道,其發(fā)射成本本身會讓整個項目毫無經(jīng)濟性可言,隨著 SpaceX 等公司通過火箭回收技術(shù)將發(fā)射成本降低了數(shù)十倍,投資者和公司認真評估太空數(shù)據(jù)中心的長期收益是否能夠覆蓋其總成本。
對于各國而言,若太空算力跑通,太空軌道即算力礦區(qū),芯片競爭將進一步升級為 " 軌道資源競爭 "。
不過,理想很美好,太空算力前方依然障礙重重。
技術(shù)上,數(shù)據(jù)傳輸和芯片抗輻射能力依然面臨考驗,單顆衛(wèi)星每天產(chǎn)生 TB 級數(shù)據(jù),但受限于地面站分布和頻譜帶寬,實際能回傳的數(shù)據(jù)量往往不足 10%。
即使在地球同步軌道上,建造大型人工智能數(shù)據(jù)中心也面臨著嚴峻的挑戰(zhàn):兆瓦級 GPU 集群需要巨大的散熱翼,才能僅通過紅外輻射散熱。這意味著每個吉瓦級系統(tǒng)都需要數(shù)萬平方米的可展開結(jié)構(gòu),遠遠超過迄今為止任何飛行器所能達到的水平。
另外,軌道碎片、監(jiān)管審批和國際空間政策都構(gòu)成風(fēng)險。