του Πάνου Παπαϊωάννου
Τι θα γινόταν αν το επόμενο μεγάλο data center δεν χτιζόταν σε μια έκταση στη Γη, αλλά βρισκόταν εκατοντάδες χιλιόμετρα πάνω από αυτήν; Στο ερώτημα αυτό, που μέχρι πρότινος θύμιζε ένα ακόμη σενάριο επιστημονικής φαντασίας, φιλοδοξεί να απαντήσει η Google με το νέο ερευνητικό πρόγραμμά της. Την 1η Οκτωβρίου, η Google έστειλε για πρώτη φορά σε τροχιά το hardware του Project Suncatcher, στο πλαίσιο ενός φιλόδοξου ερευνητικού εγχειρήματος που εξετάζει αν στο μέλλον θα μπορούσε να δημιουργηθεί μια νέα γενιά υποδομών AI στο διάστημα.
Ο πρωτότυπος δορυφόρος, που κατασκευάστηκε σε συνεργασία με την Planet, εκτοξεύτηκε με την αποστολή Transporter-18 της SpaceX και μεταφέρει τέσσερις Tensor Processing Units (TPUs) της Google, δηλαδή ειδικά σχεδιασμένα chips για workloads Τεχνητής Νοημοσύνης. Η Google επιβεβαίωσε ότι ο δορυφόρος βρίσκεται σε τροχιά και λειτουργεί κανονικά.
Δεν πρόκειται, όμως, για ένα «διαστημικό data center» όπως θα μπορούσε να δημιουργηθεί η εντύπωση. Στην πράξη, πρόκειται για ένα πείραμα που έχει σκοπό να απαντήσει στο ερώτημα αν τα AI chips μπορούν πραγματικά να δουλέψουν στο διάστημα.
Γιατί να στείλουμε AI chips στο διάστημα;
Η απάντηση ξεκινά από ένα πρόβλημα που γίνεται ολοένα μεγαλύτερο στη Γη: Η AI χρειάζεται τεράστια ποσά υπολογιστικής ισχύος και ενέργειας. Τα data centers που εκπαιδεύουν και λειτουργούν μεγάλα μοντέλα AI χρειάζονται χιλιάδες επιταχυντές υπολογισμών, τεράστιες ποσότητες ηλεκτρικής ενέργειας και πολύ ισχυρά συστήματα ψύξης. Και όσο αυξάνονται τα μοντέλα, αυξάνεται και η πίεση στις ενεργειακές υποδομές.
Η Google εξετάζει, επομένως, μια διαφορετική προσέγγιση: αντί να προσπαθήσει να βρει όλο και περισσότερη ενέργεια και υποδομή στη Γη, γιατί να μην αξιοποιήσει το περιβάλλον του διαστήματος;
Στη χαμηλή γήινη τροχιά, οι δορυφόροι μπορούν να έχουν πρόσβαση σε σχεδόν συνεχή ηλιακή ακτινοβολία. Σύμφωνα με τη Google, η διαθέσιμη ηλιακή ενέργεια μπορεί να είναι έως και οκτώ φορές μεγαλύτερη από εκείνη που είναι διαθέσιμη στην επιφάνεια της Γης. Αυτό είναι το βασικό στοίχημα του Suncatcher: η AI να τροφοδοτείται από τον Ήλιο, χωρίς να εξαρτάται από το ενεργειακό δίκτυο της Γης.
Το πρώτο βήμα είναι πολύ μικρότερο από ένα data center
Ο δορυφόρος που βρίσκεται σήμερα σε τροχιά δεν είναι παρά ένα πρώτο πείραμα. Μεταφέρει τέσσερα TPUs και έχει περίπου το μέγεθος ενός ψυγείου. Στόχος της Google είναι να διαπιστώσει πώς συμπεριφέρονται τα chips σε πραγματικές συνθήκες διαστήματος και όχι να αποδείξει ότι μπορεί ήδη να λειτουργήσει ένα πλήρες orbital data center.
Στην κατεύθυνση αυτή, οι δοκιμές παρουσιάζουν εξαιρετικό ενδιαφέρον/ Τα chips πρέπει να αντέξουν τις έντονες δονήσεις και τις επιταχύνσεις της εκτόξευσης, την ακτινοβολία της διαστημικής περιοχής και τις ακραίες θερμικές συνθήκες.
Η Google είχε ήδη δοκιμάσει τα TPUs σε εργαστήριο, μεταξύ άλλων σε δέσμη πρωτονίων στο UC Davis, προκειμένου να προσομοιώσει τις επιπτώσεις της ακτινοβολίας. Όμως το πραγματικό περιβάλλον της τροχιάς είναι κάτι που δεν μπορεί να αναπαραχθεί πλήρως στη Γη.
Το μεγάλο πρόβλημα δεν είναι η ενέργεια. Είναι η θερμότητα.
Στη Γη, όταν ένα ισχυρό chip ζεσταίνεται, μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε ανεμιστήρες, αέρα ή υγρά συστήματα ψύξης. Στο διάστημα, όμως, δεν υπάρχει αέρας.Σε συνθήκες κενού, η θερμότητα δεν μπορεί να απομακρυνθεί με τον ίδιο τρόπο. Πρέπει να μεταφερθεί και τελικά να αποβληθεί μέσω ειδικών radiators.
Αυτό σημαίνει ότι ένα μελλοντικό orbital AI data center θα χρειάζεται εντελώς διαφορετική αρχιτεκτονική ψύξης. Η Google χρησιμοποιεί στο πρώτο Suncatcher συνδυασμό heat pipes και radiators και θέλει να δει πώς συμπεριφέρεται το σύστημα στην πραγματική τροχιά.
Στην πραγματικότητα, λοιπόν, το ερώτημα δεν είναι μόνο «μπορούμε να βάλουμε AI chips στο διάστημα;», αλλά περισσότερο «Μπορούμε να τα κρατήσουμε αρκετά ψυχρά ώστε να συνεχίσουν να δουλεύουν;».
Το επόμενο βήμα: δορυφόροι που θα «μιλούν» μεταξύ τους
Το μακροπρόθεσμο όραμα του Suncatcher είναι μια συστοιχία δορυφόρων, στους οποίους θα υπάρχουν πολύ περισσότερα AI chips και οι οποίοι θα συνεργάζονται μεταξύ τους. Και εδώ εμφανίζεται ένα ακόμη τεχνολογικό στοίχημα: η επικοινωνία.
Οι μελλοντικοί δορυφόροι θα πρέπει να ανταλλάσσουν τεράστιους όγκους δεδομένων με πολύ υψηλές ταχύτητες. Η Google σχεδιάζει να δοκιμάσει συνδέσεις μεταξύ δορυφόρων μέσω laser communications, με δύο δορυφόρους που προγραμματίζεται να εκτοξευθούν το 2027.
Ουσιαστικά, η Google φαντάζεται ένα διασυνδεδεμένο υπολογιστικό σύστημα σε τροχιά, όπου οι δορυφόροι δεν θα λειτουργούν ως μεμονωμένες μονάδες αλλά ως ένα ενιαίο υπολογιστικό cluster.
Από το data center στο «space data center»
Αυτή είναι και η πραγματική διάσταση του εγχειρήματος, καθώς Project Suncatcher δεν είναι μόνο ένα πείραμα της Google για τους δορυφόρους. Είναι ένα πείραμα για το πού θα βρίσκεται η υπολογιστική υποδομή της AI στο μέλλον.
Η ανάπτυξη της Τεχνητής Νοημοσύνης δημιουργεί μια νέα κούρσα για υπολογιστική ισχύ. Οι εταιρείες κατασκευάζουν όλο και μεγαλύτερα data centers, αναζητούν περισσότερη ηλεκτρική ενέργεια και επενδύουν σε νέες τεχνολογίες ψύξης.
Η Google εξετάζει αν ένα μέρος αυτής της υποδομής μπορεί να μεταφερθεί εκτός πλανήτη. Και δεν είναι η μόνη, καθώς και άλλες εταιρείες εξετάζουν την ιδέα των διαστημικών data centers, εφόσον το ζήτημα της ενέργειας και των υποδομών γίνεται ολοένα πιο κρίσιμο για την ανάπτυξη της AI.
Η ιδέα ακούγεται εντυπωσιακή, η οικονομική πραγματικότητα είναι ωστόσο πολύ πιο δύσκολη. Για να λειτουργήσει ένα μεγάλο data center στο διάστημα, δεν αρκεί να αποδειχθεί ότι τα chips μπορούν να λειτουργήσουν σε τροχιά.
Πρέπει να μεταφερθούν στο διάστημα τεράστιες ποσότητες hardware, να λειτουργούν αξιόπιστα για χρόνια, να ψύχονται, να επικοινωνούν μεταξύ τους και —κυρίως— να μπορούν να αντικατασταθούν ή να συντηρηθούν όταν κάτι πάει στραβά. Και όλα αυτά έχουν τεράστιο κόστος.
Η Google χαρακτηρίζει το Suncatcher «μακροπρόθεσμο ερευνητικό εγχείρημα». Η πρώτη αποστολή έχει στόχο να εντοπίσει τι λειτουργεί και τι όχι, πριν η ιδέα περάσει σε μεγαλύτερη κλίμακα.
Ακόμη και η Google αναγνωρίζει ότι χρειάζονται σημαντικές τεχνολογικές εξελίξεις έως ότου ένα τέτοιο μοντέλο αποτελέσει πραγματική εμπορική υποδομή που να μπορεί να λειτουργήσει στην πράξη.
