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谷歌把 AI 芯片送上天,最难的却不是发射
10月1日,Google宣布Suncatcher项目的第一颗原型卫星随SpaceX的Transporter-18发射升空,并且该卫星已经和地面建立了联系,目前其运行状态良好。根据NPR的消息,这个大小和家庭冰箱差不多的原型卫星上面装有四块TPU,即谷歌所用的人工智能计算专用芯片。一个小卫星后面就有一个大问题了——当人工智能越来越依赖电力的时候,是否可以把计算迁移到太阳光照充足的地区呢?

Suncatcher在2025年11月份就已经发布了消息,在今年九月份的时候,谷歌就宣布了这个项目的原型测试计划。过去二十四小时内新出现的情况就是和Planet合作研制的那颗卫星已经发射成功并且得到了地面通信的确认。根据Space.com的报道,本次任务于10月1日18:32 GMT发射升空,换算为北京时间则是10月2日凌晨2:32。
这一步值得引起重视,但是它所验证的内容非常具体:芯片经过了火箭发射之后,在太空环境中是否能够正常运行?辐射,温度的变化以及散热情况会对计算产生什么样的影响呢?
接下来几周内,谷歌会收集相关的轨道数据。目前还没有公开的结果来证实一套完整的太空数据中心是否具有商业上的可行性。
我认为本次发射的意义之一就是将获得真实环境里的答案。地面试验可以解决一部分的问题,在太空中才会有许多一起发生的问题。把卫星成功入轨直接读作地面机房马上就要被取代了,跳过了很多步骤。
为什么选择太空?最简单的理由就是太阳。谷歌研究设想中,用装有TPU的卫星来使用太阳光能,并且用光通信把它们联系在一起。在合适轨道下,太阳能板能够长久地获得阳光照射,从而降低对于大容量储能系统的需求。
这就为算力扩展提供了另一种供能方式。对于普通的读者而言,它可以提醒人们注意这样一个容易被忽视的事实:人工智能软件的效果最终还是要依靠硬件来实现的。每一次的回答,画画或者是做事情都必须用到芯片的实际运行。
但是要判断一个基础设施是否值得投资,就不能仅仅去看电力来源于何处了。一个面包房即使不花面粉的钱,但是烤箱,运输以及维修费用都很高昂的话,面包的价格也不会低。太空计算能力也必须把制造,发射,通讯,散热,使用寿命以及故障造成的损失计算在内。
这并不是对于项目本身的否定,而只是商业判断的一个开始。只有把电力的优势转换为每一次有效的计算所产生成本上的优势,才有可能使用户产生购买服务的想法。
这是整个事情中最反直觉的部分。地面上的机房可以用空气或者液体来带走热量。卫星外面是没有气体的,所以不能依靠风来散热了。芯片还会产生热量,但是这些热量要先传递给散热器,然后才可以通过热辐射散发出去。

在发射之前,谷歌就将散热问题作为重要的研究课题,并且已经对热管和散热器等多种形式的组合进行了试验。NPR报道中提到的一个细节可以用来说明问题:该原型卫星上使用的芯片要运行Gemma模型,每次计划运行约15分钟,原因是由于热管理的限制造成的。
这里的15分钟指的是原型测试所用的时间,并不是对未来太空计算设备性能上限的一种预测。也就是说,目前这套试验装置还必须依靠运行节奏来实现散热。
工程上遇到的问题常常会相互关联在一起。想要释放更多的热量,就需要更大的散热面积;而增加装置的话,则又会带来重量,结构以及发射成本上的问题。多加一些芯片并不只是增加芯片的数量。
所以我认为,在评价以后的发展情况的时候,持续运行的表现要比一张壮观的发射照片更有意义。能够计算多久,在什么样的负荷之下计算,以及多久需要调整运行状态,才能逐渐接近一个服务真正的能力。

单个卫星可以运行人工智能,而多个卫星一起完成大规模的任务,则属于另外一个问题。可以把它想象成一个办公室。个人电脑速度快,并不意味着整个团队就一定能够高效地协作。如果文件无法传出或者反馈总是会延迟,再快的电脑也还是要等。
谷歌的长远计划是使用卫星之间高速的自由空间光链路。到2025年研究说明里提到,地面台架已经可以达到单个收发器对双向合计1.6Tbps的速度。该数据为地面试验所得,并非在轨网络的速度。
对于读者来说,并不需要记住这个单位,而要看懂它所代表的问题:卫星上计算资源要合作,就需要把数据稳定且迅速地传送到对方手里。之前谷歌宣布要于2027年发射两颗卫星进行相关连接的试验。
这就是后面进行的双星试验可以观看的原因。单机验证解决的是硬件能否运转的问题,而互连验证则是在此基础上去考虑如何使这些硬件组合起来形成一个完整的系统。
对于普通用户来说,在此次入轨之后短期内并不会对订阅费用产生影响,并且没有数据证明聊天回答速度会因此而变快。
可能先受到影响的是为用户提供计算服务,制造卫星以及建设基础设施的相关公司。如果在轨试验能够逐步证实一些工作任务可以被放置于太空之中的话,那么相关的设备,通讯以及维护的需求就会出现新的市场。这就是有条件性的商业推演,在目前看来还不足以算作已经实现的收入。
云服务客户的真正需求并不是要一个太空的标签。他们要了解任务是否能够按期完成,数据能不能被带回,出现故障后应该怎样处理,单位成本是否具有竞争力等问题。
同样地,太阳能不能单独证明一个项目在整个生命周期内更加环保。制造,发射设备,补给受损卫星,处置退役设备等都应被计入比较之中。得出结论还需要有公开并且可以比较的数据。

在NPR的采访里,项目的负责人Travis Beals的态度比较谨慎,并且他认为这条路线在未来五年的成本不会低于地面方案,而且两种设施会长期共存。
这是一个人员的期望值,并非是经过证实的成本数据。商业化可能会比较缓慢,或者随着技术的进步而改变,目前还没有足够的依据来确定具体的时间节点。
第一,在轨芯片是否能够稳定工作,出现故障或者过热的情况又会怎样呢?第二,多个卫星能不能一直保持良好的通信状态。第三,在考虑设备寿命,发射以及维修成本之后,是否可以把这些成本和地面方案进行比较?
第一和第二个决定了能不能用,第三个决定是不是值得使用。谷歌把四块芯片送上了太空,说明这条路已经进入了实际的轨道试验阶段。然后工程数据要比想象来得更有说服力。
如果将来云计算真的能提供太空算力的话,你会首先看到的是什么呢?是价格,稳定性的数据,还是完整的环保账本?