Chociaż do końca dekady oczekuje się, że firmy technologiczne wydadzą na całym świecie ponad 5 bilionów dolarów na naziemne centra danych, Elon Musk argumentuje, że przyszłość mocy obliczeniowej sztucznej inteligencji leży w przestrzeni kosmicznej (zasilanej energią słoneczną) oraz że ekonomia i inżynieria niezbędne do jej funkcjonowania mogą się dostosować w ciągu kilku lat.
W ciągu ostatnich trzech tygodni SpaceX złożyło w Federalnej Komisji Łączności plany dotyczące sieci centrów danych składającej się z miliona satelitów. Musk powiedział również, że planuje połączyć swój start-up zajmujący się sztuczną inteligencją, xAI, ze SpaceX w celu rozwoju orbitalnych centrów danych. W zeszłym tygodniu na spotkaniu wszystkich pracowników powiedział pracownikom xAI, że firma ostatecznie będzie potrzebować fabryki na Księżycu do budowy satelitów AI wraz z potężną katapultą do wystrzelenia ich w przestrzeń kosmiczną.
„Najtańszym miejscem do zainstalowania sztucznej inteligencji będzie przestrzeń kosmiczna i stanie się to w ciągu dwóch, może najpóźniej trzech lat” – powiedział Musk na styczniowym spotkaniu Światowego Forum Ekonomicznego w Davos.
Musk nie jest jedynym, który podnosi ten pomysł. Dyrektor generalny Alphabet, Sundar Pichai, powiedział, że Google będzie badać „postępowe” koncepcje kosmicznych centrów danych jeszcze w tej dekadzie. Były dyrektor generalny Google, Eric Schmidt, ostrzegł, że w branży „kończy się energia elektryczna” i omówił infrastrukturę kosmiczną jako możliwe rozwiązanie długoterminowe. Założyciel Amazon i Blue Origin, Jeff Bezos, powiedział, że orbitalne centra danych mogą stać się kolejnym krokiem w przedsięwzięciach kosmicznych mających przynieść korzyści Ziemi.
Mimo to, chociaż Musk i kilku innych byków twierdzą, że sztuczna inteligencja oparta na przestrzeni kosmicznej może stać się opłacalna w ciągu kilku lat, wielu ekspertów twierdzi, że osiągnięcie znaczącej skali dopiero za kilka dekad, zwłaszcza że większość inwestycji w sztuczną inteligencję w dalszym ciągu kierowana jest do infrastruktury naziemnej. Obejmuje to superkomputer Colossus Muska w Memphis, który według szacunków analityków będzie kosztować dziesiątki miliardów dolarów.
Podkreślają, że choć możliwe są ograniczone obliczenia orbitalne, ograniczenia związane z wytwarzaniem energii, rozpraszaniem ciepła, logistyką wystrzeliwania i kosztami sprawiają, że przestrzeń kosmiczna w najbliższej perspektywie nie będzie dobrym substytutem naziemnych centrów danych.
Rosnąca presja na wspomaganie sztucznej inteligencji
Ponowne zainteresowanie odzwierciedla rosnącą presję wywieraną na branżę, aby znalazła sposoby na ominięcie fizycznych ograniczeń infrastruktury lądowej, w tym przeciążonych sieci energetycznych, rosnących kosztów energii elektrycznej i problemów środowiskowych. O orbitalnych centrach danych mówi się od lat, głównie jako koncepcja spekulacyjna lub długoterminowa; Jednak teraz, zdaniem ekspertów, pilność jest jeszcze większa, ponieważ rozwój sztucznej inteligencji w coraz większym stopniu opiera się na coraz większej mocy wspierającej szkolenie i obsługę energochłonnych modeli sztucznej inteligencji.
„Wielu mądrych ludzi naprawdę wierzy, że nie minie wiele lat, zanim nie będziemy w stanie wygenerować wystarczającej mocy, aby zaspokoić oczekiwania, które staramy się opracować w oparciu o sztuczną inteligencję” – powiedział Jeff Thornburg, dyrektor generalny Portal Space Systems i weteran SpaceX, który kierował rozwojem silnika Raptor firmy SpaceX. „Jeśli to prawda, musimy znaleźć alternatywne źródła energii. Dlatego stało się to tak atrakcyjne dla Elona i innych”.
Chociaż jednak koncepcja centrów danych w kosmosie wykroczyła poza science fiction, jest mało prawdopodobne, że wkrótce wyprze ogromne obiekty sztucznej inteligencji budowane na Ziemi.
„Ludzie podchodzą do tego cynicznie, ponieważ obecnie nie jest to wykonalne technologicznie” – stwierdziła Kathleen Curlee, analityk w Centrum Bezpieczeństwa i Wschodzących Technologii Uniwersytetu Georgetown, która bada amerykańską gospodarkę kosmiczną. „Mówią nam, że harmonogram to 2030, 2035, ale naprawdę nie sądzę, żeby to było możliwe”.
Thornburg zgodził się, że przeszkody są ogromne, nawet jeśli podstawowa fizyka jest solidna. „Wiemy, jak wystrzelić rakiety, wiemy, jak umieścić statek kosmiczny na orbicie i wiemy, jak zbudować panele słoneczne w celu wytwarzania energii” – powiedział. „A firmy takie jak SpaceX pokazują, że możemy masowo produkować pojazdy kosmiczne po niższych kosztach. Dzięki pojazdom takim jak Starship można przenieść na orbitę wiele sprzętu”. Jeśli chodzi o to, czy podejmowanie prób przenoszenia centrów danych nad ziemię w celu wykorzystania energii słonecznej na orbicie jest słuszne, dodał, „jest to oczywiste”.
Jednak rentowność, przestrzegł Thornburg, nie oznacza możliwości budowania z dużą szybkością i na dużą skalę. „Myślę, że zawsze jest kwestią tego, jak długo to zajmie” – powiedział.
Największe wyzwania
Pierwszym (i najbardziej podstawowym) wyzwaniem jest władza. Uruchamianie centrów danych AI na orbicie wymagałoby „masywnych” paneli słonecznych, które jeszcze nie istnieją, powiedział Thornburg. Obecne chipy AI, w tym najpotężniejsze procesory graficzne Nvidii, wymagają znacznie więcej energii elektrycznej, niż są w stanie niezawodnie dostarczyć obecne satelity zasilane energią słoneczną.
Boon Ooi, profesor w Rensselaer Polytechnic Institute, który bada długoterminowe wyzwania stojące przed półprzewodnikami, przedstawia skalę z surowej perspektywy: wygenerowanie zaledwie jednego gigawata mocy w przestrzeni kosmicznej wymagałoby około kilometra kwadratowego paneli słonecznych. „To niezwykle ciężki i bardzo kosztowny wystrzelenie” – powiedział. Chociaż koszt transportu materiałów na orbitę spadł w ostatnich latach, nadal kosztuje tysiące dolarów za kilogram, co rodzi pytanie, jak obniżyć koszty, aby kosmiczne centra danych mogły ekonomicznie konkurować z tymi na Ziemi.
Nawet na orbicie energia słoneczna nie jest stała. Satelity regularnie przechodzą przez cień Ziemi, a panele słoneczne nie zawsze mogą być optymalnie ustawione w stosunku do Słońca. Jednocześnie chipy AI wymagają stałego, nieprzerwanego zasilania, nawet gdy ich zapotrzebowanie wzrasta podczas intensywnych obliczeń.
W rezultacie orbitalne centra danych będą również potrzebowały dużych akumulatorów pokładowych, aby złagodzić wahania zasilania, powiedział Josep Miquel Jornet, profesor inżynierii elektrycznej i komputerowej na Northeastern University. Jak dotąd, zauważył, tylko jednemu startupowi, Lumen, udało się zainstalować na satelicie choćby jeden procesor graficzny Nvidia H100.
Chłodzenie stanowi kolejne nierozwiązane wyzwanie. Choć sam kosmos jest zimny, metody chłodzenia centrów danych na Ziemi (przepływ powietrza, chłodzenie cieczą i wentylatory) nie działają w próżni. „Nie ma nic, co mogłoby odebrać ciepło” – powiedział Jornet. „Naukowcy wciąż szukają sposobów na rozproszenie tego ciepła”.
Inne przeszkody obejmują korki w ruchu kosmicznym i opóźnienia w komunikacji. Curlee powiedział, że wraz ze wzrostem ilości śmieci kosmicznych na niskiej orbicie okołoziemskiej zarządzanie dużą liczbą satelitów i manewrowanie nimi wymagałyby autonomicznych systemów, aby uniknąć kolizji. W przypadku wielu zadań związanych ze sztuczną inteligencją komunikacja z centrami danych za pośrednictwem satelitów byłaby wolniejsza i mniej energooszczędna niż korzystanie z obiektów naziemnych połączonych światłowodem.
„Jeśli masz centra danych na Ziemi, połączenia światłowodowe zawsze będą szybsze i wydajniejsze niż wysyłanie każdej wiadomości na orbitę” – powiedział Jornet.
Wczesne testy, a nie wymiana Ziemi
Wśród ekspertów panuje zgoda co do tego, że pod koniec dekady mogą pojawić się małe projekty pilotażowe, ale żaden z nich nie dorówna skali dzisiejszych naziemnych centrów danych.
„To, co zobaczymy do 2030 r., to iteracja projektu” – powiedział Thornburg, wskazując na prace nad panelami słonecznymi, systemami odprowadzania ciepła i pozycjonowaniem orbitalnym. „Czy będzie zgodnie z planem? Nie. Czy będzie to kosztować tyle, ile myślimy? Prawdopodobnie nie”.
Dodał, że nawet SpaceX brakuje jeszcze kilku lat do rutynowego latania rakietą nośną Starship z rytmem niezbędnym do obsługi takiej infrastruktury. „Jesteśmy przed nami, ale muszą jeszcze dokończyć prace rozwojowe” – powiedział. „Myślę, że minie co najmniej trzy do pięciu lat, zanim zobaczymy coś, co faktycznie działa prawidłowo i wykracza już poza rok 2030 w przypadku masowej produkcji”.
Jornet powtórzył to zdanie. „Dwa lub trzy lata to nierealistyczny wynik w obiecanej skali” – powiedział. „Możemy zobaczyć trzy, cztery lub pięć satelitów, które razem wyglądają jak małe centrum danych. Ale byłoby to o rząd wielkości mniejsze niż to, co budujemy na Ziemi”.
Thornburg przestrzegł jednak przed całkowitym wykluczeniem idei orbitalnych centrów danych. „Nie należy stawiać na Elona” – powiedział, zwracając uwagę na długą historię ignorowania sceptycyzmu przez SpaceX. Dodał, że w dłuższej perspektywie presja energetyczna napędzająca zainteresowanie orbitalnymi centrami danych raczej nie zniknie. „Inżynierowie znajdą sposób, aby to zadziałało” – powiedział. „W dłuższej perspektywie to tylko kwestia tego, jak długo to zajmie”.
