谷歌测算：SpaceX 星舰需发射 1800 次，太空数据中心才能起步

谷歌的轨道计算卫星原型机今日搭乘 SpaceX 火箭从加利福尼亚州发射升空。这是谷歌首次将其先进芯片送入太空。

这颗卫星由 Planet Labs 制造，旨在验证谷歌张量处理单元（TPU，即其对标 Nvidia GPU 的产品）在太空中的运行情况。这意味着卫星需要持续提供千瓦级的电力、为芯片散热，并运行一系列模型进行测试，以排查潜在故障。

谷歌负责管理“阳光采集者”项目（Project Suncatcher）的高管 Travis Beals 表示：“我们在地面做过测试，但说实话，没有任何测试能完全替代真机实测。”该项目的核心是计划在地球轨道上部署大规模计算集群。

卫星投入使用后，将每隔 15 分钟间歇性地启动 TPU，以减轻卫星电力和热管理系统的负担。目前这颗卫星基于 Planet Labs 的标准平台建造，但两家公司正合作开发一款预计明年首飞的演示系统，届时将使用两颗为高级计算任务定制、能处理更繁重负载的卫星。未来版本还将尝试通过激光通信链路进行协同工作。

Suncatcher 并非此次 SpaceX 火箭上唯一的太空 AI 载荷。这次发射搭载了超过 100 个不同载荷，其中包括来自 Satlyt 和 Cowboy Space Company 的任务。

谷歌的这一计划与那些初创公司（甚至 SpaceX 自身）的区别在于，它是一个长期项目。

正如 Beals 所称，这一“长期登月计划”的焦点在于为未来存在的太空基础设施和 AI 负载进行构建。该公司设想中的轨道数据中心将由 81 颗卫星组成紧密编队，进行并行处理。

Beals 表示：“当你运行跨多个机架的工作负载时，TPU 之间的带宽和延迟非常关键……我们不仅要考虑今天有哪些工作负载，还要预判五年后它们会变成什么样。”这主要是因为，要大规模扩张轨道数据中心，所需的低成本火箭目前还不存在。

周四，Google 还发布了轨道数据中心白皮书的同行评审版本——这是目前关于“算力如何上轨道”最严谨的分析之一。该论文将发表于 Joule。

这篇论文最值得关注的一点，是 Google 如何看待进入太空的成本。尽管研究者强调这并非一份经济可行性研究，但它生动地展示了这家公司眼中火箭成本随时间下降的路径。

和所有数据中心公司一样，Google 也指望 SpaceX 把它的航天器送上太空。（Google 本身也是 SpaceX 的重要投资方。）

论文作者指出，Elon Musk 的这家火箭公司自发射 Falcon 1 以来，每年实现了约 20% 的降价，符合“学习曲线”规律。据此他们认为，可以合理预期到 2035 年，其发射价格将降到接近每公斤 200 美元。

这需要什么条件？作者以 Falcon 9 的发射载荷量为基准推算：要走出同样的降本曲线，Starship 需要把 37 万吨载荷送入轨道。也就是说，未来 10 年内它得发射约 1800 次，即每年 180 次——而且前提是每次任务都能运载 200 公吨。

对一个从未在一年内飞行超过 5 次的火箭来说，这个要求相当高。SpaceX 预测自己的飞行频率会远超这个数字——比如 Elon Musk 曾表示，Starship 有望在 2029 年达到每小时发射一次的频率。不过，Musk 说过的大话可不少。

好消息是，谷歌在更新的研究中表明，其芯片似乎能够承受太空辐射。公司此前不得不在粒子加速器中重新进行芯片辐射测试，因为他们发现芯片的实际结构提供的屏蔽效果比预想的要好。尽管这导致芯片逻辑电路中出现了一些额外的错误，但谷歌依然有把握，其芯片能够在为期五年的卫星寿命内，在轨道上胜任大规模的推理计算任务。

“如果你考虑的是典型的推理操作，错误率其实非常低，对吗？大概是百万分之一，”比尔说。“但另一方面，对于运行数月、涉及数千枚芯片的大规模训练任务来说，问题就比较大了。”

更正：本文标题原本误将 Starship 发射的学习曲线估计值写为 1,600 次；实际应为 1,800 次。