随着AI对能源的需求日益逼近地球资源供给天花板，谷歌、马斯克、贝索斯等科技巨头以及初创公司Starcloud，纷纷将目光投向太空数据中心，试图以太阳能为AI算力需求提供动力。尽管面临发射成本、散热和可靠性等诸多挑战，这一举措或成为满足未来AI发展需求的必然选择。
AI能源需求催生太空数据中心布局
AI对能源的无尽需求，正日益逼近地球资源的供给天花板。随着AI模型训练和推理需求的激增，地面数据中心的规模、耗电量和冷却成本迅速膨胀，对土地、水和电力等地球资源构成巨大压力。在此背景下，科技巨头们将目光投向在太空建立数据中心。11月4日，谷歌宣布启动“Suncatcher项目”，计划2027年初发射两颗搭载其自研TPU人工智能芯片的原型卫星，并与卫星公司Planet Labs合作开发硬件。谷歌首席执行官Sundar Pichai表示，初步研究显示，其芯片能够承受近地轨道的辐射环境。此前一周，马斯克也公开宣称，其名下的SpaceX公司“将会做这件事”，通过扩大其V3版本的“星链”卫星规模，就可以构建天基数据中心。与此同时，亚马逊创始人贝索斯也预测，十年后太空中将出现吉瓦级的数据中心。初创公司Starcloud更是已经成功发射了搭载英伟达GPU的测试卫星。
太空数据中心的能源优势
将数据中心送入太空，核心驱动力是能源。谷歌在其研究论文中指出，太阳的输出功率高达3.86 × 10^26瓦，是人类总发电量的100万亿倍以上。在太空部署带有太阳能电池阵列的卫星群，可在近乎恒定的日照下获取能量。谷歌认为，从长远来看，天基数据中心“可能是最具可扩展性的解决方案”，同时能最大限度地减少对地球资源的影响。初创公司Starcloud的首席执行官Philip Johnston也表示，天基数据中心除了发射本身的环境成本外，与在地球上运行数据中心相比，可以节省10倍的碳排放。
各方构建太空蓝图的不同路径
尽管目标一致，但各方实现路径不尽相同。谷歌的蓝图是构建一个由太阳能驱动、相互连接的卫星网络，形成轨道上的AI计算集群，并计划通过2027年的原型卫星验证核心技术，包括让搭载定制TPU芯片的卫星群通过天基激光器进行数据传输。马斯克的方案基于现有的庞大基础设施，提出只需“简单地扩大”即将推出的星链V3卫星的规模，这些卫星具备高速激光链路，专为千兆级互联网速度设计，而实现计划的关键在于SpaceX的下一代重型运载火箭“星舰”能否成功并降低发射成本。以Starcloud为代表的初创公司也积极入局，该公司最近发射的测试卫星搭载了英伟达的H100 GPU，旨在提供比现有任何天基计算强大100倍的GPU算力，其最终目标是建立一个2.5英里宽、功率达到5吉瓦的轨道数据中心。
太空数据中心面临的挑战
将庞大的计算系统部署到太空仍需克服一系列严峻的技术和经济障碍。首先是发射成本，谷歌的研究分析指出，只有当发射价格持续下降，到2030年代中期达到低于每公斤200美元的水平时，天基数据中心的发射和运营成本才可能与地球上同等数据中心的能源成本大致相当，这高度依赖于SpaceX等公司在可重复使用发射技术上的成功。其次是热量管理，太空是真空环境，缺少空气作为介质带走热量，设备散热极其困难，谷歌在论文中简要提及将通过“热管和散热器的热力系统”来实现冷却，但未提供详细方案。最后，系统可靠性、高带宽的地面通信以及辐射防护也是必须解决的问题，电子设备在太空辐射环境中容易出错，要保证整个数据中心在轨长期稳定运行，仍需大量的技术验证和工程创新。
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