Компания SpaceX хочет построить центры обработки данных для искусственного интеллекта в космосе. Удастся ли это?
Среди самых амбициозных и сложных идей от компании SpaceX есть то, что звучит почти как научная фантастика: орбитальные центры обработки данных (ЦОД). SpaceX, возможно, одна из самых известных компаний, стремящихся их построить, но она не единственная.
Логика заманчива: запустить ЦОД на орбиту, где много солнечной энергии, а земля, вода и местные электросети больше не являются ограничениями. Поскольку искусственный интеллект (ИИ) приводит к взрывному росту спроса на вычислительные ресурсы, компании предлагают орбитальные ЦОД как способ избежать растущего экологического и инфраструктурного давления наземных вычислительных систем. ЦОД часто также сталкиваются с негативной реакцией общественности на размещение этих центров в своих населенных пунктах.
Но существует огромная разница между запуском спутников и эксплуатацией промышленной вычислительной инфраструктуры на орбите. Космос беспощаден. Излучение повреждает электронику. Ремонт чрезвычайно дорог, и каждый килограмм, запущенный на орбиту, по-прежнему влечет за собой значительные затраты.
Изображение: Shutterstock
Что входит в состав наземного ЦОД? Серверы, сетевое оборудование и устройства хранения данных потребляют большое количество электроэнергии, и этот спрос на электроэнергию быстро растет с развитием ИИ. Почти вся электроэнергия, потребляемая серверами, в конечном итоге превращается в тепло. Если тепло не отводить, производительность оборудования падает, количество сбоев увеличивается. Охлаждение - это крупнейший потребитель энергии после самого вычислительного оборудования.
Далее — физическая инфраструктура, включая необходимую землю, здания, несущие конструкции, резервное электропитание, системы водоснабжения, сети связи и доступ для технического обслуживания. ЦОД также должны располагаться достаточно близко к пользователям и магистральным сетям, чтобы обеспечивать быстрые цифровые услуги.
Что потребуется для строительства ЦОД в космосе? Как и на Земле, им потребуется огромное количество энергии, которая будет поступать от солнечных батарей. Солнце всегда светит в космосе и не может быть заслонено облаками. Однако, в зависимости от орбиты Земля может затенять их на некотором участке. И даже лучшие из доступных сегодня солнечных элементов могут преобразовывать в электричество лишь около половины попадающего на них света.
Ещё одно потенциальное преимущество в космосе — это охлаждение. Холодный космический фон (минус 270 градусов по Цельсию) обеспечит отвод тепла ЦОД в космос через радиаторы. В космосе нет воздуха, который бы обдувал горячее оборудование и помогал отводить тепло. Тепло должно уходить в виде инфракрасного излучения. В результате для отвода 10 мегаватт отработанного тепла может потребоваться площадь радиаторов с размером двух футбольных полей.
Космические ЦОД также могли бы позволить избежать некоторых локальных конфликтов при земном строительстве из-за особенностей землепользования, потребления энергии и воды, а также шума и воздействия на окружающую среду.
В зависимости от их орбиты, ЦОД будут нагреваться на солнце и охлаждаться в тени Земли много раз в день. Все эти и многие другие проблемы потребуют решения.
Однако компании продолжают проектировать космические ЦОД. SpaceX анонсировала проект своего вычислительного спутника AI1, который она надеется использовать в качестве орбитального космического ЦОД. Однако он в 100-1000 раз уступает по своим возможностям существующим наземным ЦОД.
Не все вычислительные задачи целесообразно выполнять в космосе. Многие приложения ЦОД зависят от быстрого времени отклика и тесной связи с пользователями на Земле. Финансовые транзакции, интерактивные сервисы ИИ и большинство облачных приложений чрезвычайно чувствительны к задержкам.
Более перспективными на ранних этапах могут стать приложения, менее чувствительные к задержкам, например, обработка данных дистанционного зондирования Земли со спутников, научные вычисления и др.