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算力与基础设施

谷歌首颗 TPU 算力卫星 10 月 1 日升空:把数据中心搬上近地轨道的第一步工程验证

谷歌公布「太阳捕手计划」首个工程节点:原型卫星 MVP 将于 10 月 1 日搭乘 SpaceX 猎鹰 9 号拼车任务进入近地轨道,搭载 4 颗自研 Trillium TPU,由约 1 千瓦太阳能板供电。任务目标是验证商用 AI 芯片能否承受发射振动、宇宙辐射与真空散热,受散热限制芯片满功率连续运算约 15 分钟后需停机降温,设计在轨工作 1 年。谷歌称地面辐射测试中芯片计算裸片耐受剂量约为五年任务需求的 20 倍,但高带宽显存最先出现异常。

来源:Google 官方博客:Project Suncatcher 首次在轨 TPU 验证原标题:Project Suncatcher: testing TPUs in orbit查看原文
近地轨道上的小型方形卫星,两侧展开长条形太阳能板,背景是地球蓝色弧线与深空星点,晨昏线暖光

图片来源:北京拓实科技原创(AI 生成封面)

发生了什么

谷歌 9 月 24 日公布「太阳捕手计划」(Project Suncatcher)的首个工程节点:一颗名为 MVP 的原型卫星将于 10 月 1 日搭载 SpaceX 猎鹰 9 号火箭,从加州范登堡太空军基地以 Transporter-18 拼车任务方式进入近地轨道。卫星由谷歌与卫星影像公司 Planet Labs 联合研制,载荷是 4 颗谷歌自研的 Trillium 张量处理器(TPU),算力约等于一个 TPU v6e-4 切片,由约 1 千瓦太阳能板供电。

这次任务的目标不是提供算力服务,而是回答一个前提性问题:为地面数据中心设计的商用 AI 芯片,能否在发射振动、宇宙辐射与真空散热三重压力下存活并正常工作。

  • 辐射:在加州大学戴维斯分校克罗克核实验室用 67 MeV 质子束测试,谷歌称芯片计算裸片承受 15 krad(Si),约为五年任务需求 750 rad(Si) 的 20 倍;高带宽显存最敏感,约 2 krad 时出现异常,仍为任务需求的近 3 倍。
  • 纠错:多数辐射导致的比特翻转可通过重启恢复;谷歌同时披露在束流测试中检测到一次静默数据错误。
  • 振动:载荷经历 50 至 100 倍重力加速度的放大振动测试,螺钉与芯片完好。
  • 散热:太空没有空气对流,团队用导热硅脂、铝铜导热层与散热板把热量辐射出去;受此限制,芯片满功率连续运算约 15 分钟后必须停机降温。
  • 寿命:设计在轨工作 1 年,预计约 6 年内再入大气层烧毁。

为什么要把机房送上天

驱动这件事的是地面算力的电力与散热约束,而不是算力本身。在晨昏线附近的太阳同步轨道上,卫星几乎一直处于日照中,谷歌估算同一块太阳能板的年发电量最高可达地面中纬度同类系统的 8 倍,同时绕开土地审批、电网接入与冷却水。谷歌给出的时间表是:2027 年再发射一对卫星验证星间激光链路,长期研究 80 颗以上的星座组网。

  • 短期定位:MVP 是资质验证飞行器,不是太空数据中心产品,谷歌高管反复强调这属于长期研究而非即将推出的业务。
  • 关键变量:在轨运行要验证的是高带宽显存在整个任务周期内的退化曲线,这是纸面测试无法替代的部分。
  • 商业含义:如果商用 TPU 能以有限改包装上天,太空算力就不必再等十年的抗辐射加固设计周期,每一代新 TPU 都可能在流片后数月内继承飞行资质。

不确定之处

需要区分三类信息。第一,辐射与振动数据由谷歌自行披露,尚待在轨实测复现。第二,15 分钟的连续运算窗口说明散热工程与真正的连续推理之间仍有明显距离,4 颗 TPU 约一千瓦的规模大致只相当于一台服务器。第三,轨道算力的经济性依赖发射成本继续下降,谷歌自己给出的地面平价时间是 2030 年代中期。对需要稳定容量的企业而言,这条路线在可预见期内仍属研究项目,而非可签约的算力来源。

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