Запуск космічного корабля Starship від SpaceX у березні поточного року може втілити дата-центри на орбіті в життя, стверджують автори The Economist.
Інтерес до навколоземних ЦОД пояснюється кризою наземної інфраструктури. Згідно з інформацією Sightline Climate, від 30% до 50% потужностей, запланованих до введення в експлуатацію цього року, можуть бути відкладені через складнощі з погодженнями, підключенням до електромереж і протестами місцевих мешканців.
У деяких штатах США діють тимчасові заборони на будівництво, а потреба в електроенергії для ШІ продовжує збільшуватися.
Розміщення серверів на орбіті, де є безмежна сонячна енергія, може бути альтернативним варіантом. У листопаді 2024 року організація Starcloud вивела на орбіту супутник Starcloud-1 розміром із звичайний холодильник, оснащений стандартним чипом Nvidia H100. На ньому було успішно проведено навчання мовної моделі NanoGPT на творах Шекспіра, а також запущено відкриту модель Gemma від Google.
Складнощі
Головною перешкодою залишається вартість запуску. Наразі перевезення кілограма корисного вантажу на Falcon 9 обходиться у $3400, на Falcon Heavy — $1500. Не менш важливими є ще два аспекти:
- питома потужність — обсяг обчислювальної потужності у ватах, що надається кілограмом супутника;
- ціна супутника — у доларах за ват.
Ці параметри безпосередньо пов’язані з масою та ефективністю сонячних панелей і систем охолодження.
Інший важливий момент — як радіація вплине на стійкість ШІ-чипів на орбіті. Для оцінки здійсненності ідеї орбітальних датацентрів необхідні оцінки всіх зазначених змінних, відзначили в The Economist.
Інженер космічного стартапу Varda Ендрю МакКаліп розробив онлайн-калькулятор, що дозволяє зіставити вартість орбітального та наземного дата-центру заданої потужності.
За його підрахунками, зведення наземного ЦОД потужністю 1 ГВт і його п’ятирічна експлуатація обійдуться у $15,9 млрд. Орбітальний аналог (за вартості запуску $500/кг, питомій потужності 37 Вт/кг, ціні супутника $22/Вт і 98% часу освітленості) оцінюється у $51,1 млрд. В обидві суми не входить вартість самих ШІ-чипів (GPU) — вона складе від $15 млрд до $30 млрд і буде ідентичною для обох варіантів.
Рішення
Компанія Starcloud, створена у 2024 році спеціально для реалізації концепції орбітальних обчислень, вже отримала початкові практичні відомості. Експеримент із виведенням на орбіту супутника Starcloud-1 на основі Nvidia H100 надав інформацію про функціонування чипів у космічних умовах і дозволив конкретизувати ключові параметри для подальших розрахунків.
Показник питомої потужності в 37 Вт/кг, використаний у базових обчисленнях, запозичений із супутників Starlink. Однак ШІ-супутникам не потрібні великовагові антени для зв’язку із Землею — лише лазерні лінки із сусідніми апаратами.
Це свідчить про те, що значно більшу частку маси можливо направити безпосередньо на обчислення. Генеральний директор SpaceX Ілон Маск вважає реалістичною питому потужність у 100 Вт/кг, а згодом можливі й 150 Вт/кг. У Starcloud закладають у плани стримані 70 Вт/кг.
Подібна ситуація і з ціною супутників. У Starlink вона становить близько $22/Вт. ШІ-супутник без дорогих комунікаційних компонентів має бути значно дешевшим.
Голова Starcloud Філіп Джонстон назвав планку «менше $5/Вт» (без урахування GPU). За таких цілком досяжних значень (70 Вт/кг і $5/Вт) вартість орбітального дата-центру знижується до $16,7 млрд — на 5% дорожче за наземний.
Утім, і тут основним фактором залишається вартість запуску. Розрахункові $500/кг — це приблизно третина від поточних витрат SpaceX.
Якщо нова повністю багаторазова ракета Starship від SpaceX почне працювати, ціна може знизитися до $100–200/кг. За такого сценарію орбітальний центр стане дешевшим, подешевшавши до $12,1 млрд.
Перший супутник Starcloud перегрівався, але другий запуск у поточному році випробує радіатор із десятикратною ефективністю охолодження. Попередні відомості також вказують на те, що чипи виходять з ладу рідше, ніж передбачалося: за 5% відмов замість 9% вартість впаде ще більше.
Ключовою подією для всієї галузі стане 12-й випробувальний політ Starship у березні. Від його результату залежить, чи почнеться епоха недорогих запусків і чи стануть орбітальні дата-центри реальною альтернативою наземним.
Нагадаємо, на початку лютого Маск об’єднав SpaceX і xAI в єдину компанію вартістю $1,25 трлн. Фірма подала заявку на отримання дозволу для створення орбітального дата-центру з 1 млн супутників.