TPU 升空建構太空資料中心，Google 提出 Project Suncatcher

大型科技公司如火如荼地擴建 AI 資料中心，搶土地、搶電力，然而後續帶來高昂能源成本、後勤管理等諸多問題，如貝佐斯（Jeff Bezos）、馬斯克（Elon Musk）等人曾設想把 AI 晶片放上太空運行，Google 提出探索全新領域的新計畫──Project Suncatcher，催生可擴展的低軌 TPU 網路。

Google 設想以太陽能供電的衛星為基礎，搭載 TPU（Tensor Processing Unit），並透過自由空間光學連結（free-space optical links）將節點串聯成分布式網路。在合適的軌道上，衛星上太陽能板持續接受陽光照射，其效率比在地面上高出 8 倍，由於幾乎是持續發電，可減少對電池的依賴。

「未來，太空可能是拓展 AI 運算的最佳場域」，Google 資深總監比爾斯（Travis Beals）在官方部落格文章寫道。Google 同時也發表一篇尚未經過同儕審查的預印本論文，詳述到目前為止 Google 在這項努力上的進展。

要讓 Project Suncatcher 成真之前，Google 需要克服多道工程難題。其中一大挑戰，是確保這些衛星之間能夠良好通訊。要與陸地上的資料中心競爭，「需要衛星之間支援每秒數十 terabit 的連結」，比爾斯表示，將一系列衛星編組形成緊密隊形，彼此相距數公里以內甚至更近，有助於達成這個目標。這比目前衛星的運作距離近得多，因為碰撞而造成的太空碎片等風險也在增加。

此外，還必須確保 TPU 足以承受太空中較高劑量的輻射。Google 對第六代 Trillium TPU 進行輻射耐受性測試，並表示這些 AI 晶片在等同於 5 年任務壽命的總游離劑量（Total Ionizing Dose，TID）下仍存活，並且沒有發生永久性故障」。

▲ 模擬衛星在軌道上形成緊密隊形。

近年來環繞地球的太空發展有很大變化，以星鏈（Starlink）為代表的新一代衛星群證明，透過軌道系統中繼網路通訊是可行的，可以參考類似做法在太空部署高效能 AI 晶片。

目前將 TPU 發射到太空的成本相當高，Google 所做的成本分析顯示，到了 2030 年中期，發射並運行一座太空資料中心在每千瓦／年基準下的成本，可能與地面上同等規模的資料中心大致相當。Google 表示，計劃與公司 Planet Labs 合作，在 2027 年前發射幾顆原型衛星，在軌道上測試硬體。

▲ Project Suncatcher 獲得馬斯克讚許，Google 執行長皮查伊不忘稱讚 SpaceX 在衛星發射技術上的巨大進步。

如果 Project Suncatcher 成功，將能建立以太空環境為基礎的資料中心。Google 希望透過這種方式，達成全天候利用太陽能的目標，理想情況下，這是利用一個幾乎無限、潔淨的能源，讓 Google 能在不必擔心地面資料中心因電力需求激增而推升電廠排放與電費，繼續發展 AI 以及其他先進技術。

（首圖來源：pixabay）

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