把資料中心搬上太空！Google 推「陽光捕手計畫」，用衛星突破 AI 算力極限
全球對 AI 算力的需求呈現爆炸式增長，然而傳統的地面設施正飽受能源消耗、冷卻用水以及土地資源的壓力。為了解決地面資源限制帶來的挑戰，Google 近日宣布一項名為「Project Suncatcher」（陽光捕手）計畫，目標是打造由太陽能驅動、以衛星網路連結的「太空資料中心」。
Google 在研究報告指出，首批試驗衛星預計將在 2027 年初發射，構想內容是把 AI 資料中心搬到距離地表約 400 英里（約 640 公里）處，希望透過將 AI 資料中心送入太空，以解決電力需求不斷攀升的問題。
Google 智能計算部門高級總監 Travis Beals 表示，未來太空可能是擴展 AI 運算的最佳場所。 儘管這項計畫展現出技術的重大創新，但仍有「潛在回報極高但成功機率較低」的隱憂，Travis Beals 也坦言，雖然 Project Suncatcher 具有巨大的擴展潛力，但「沒有確定性可言」。
技術構想：採用輕量、小模組、多節點的方式
Project Suncatcher 計畫的核心做法，是發射數十顆小型太陽能衛星，在軌道上組成緊密排列的星群，這些衛星將內建 Google 專為訓練和使用 AI 模型而優化的 Tensor Processing Units (TPUs) 晶片。一旦衛星進入軌道，衛星之間必須具備支援每秒數十兆位元組的高速連線能力，才能讓運作效率與地面資料中心相同。
相較於新創公司 Starcloud 與 NVIDIA 計畫在太空中建造更類似傳統資料中心、內含伺服器機架的「貨櫃型資料中心」合作案例，Google 的設計哲學是採用輕量、小模組、多節點的方式，以降低使用火箭運載的成本和複雜性，也是延續長期以來在資料中心降低硬體成本的做法。
工程挑戰：衛星通訊尤其艱鉅
然而，將資料中心送上太空面臨著巨大的工程挑戰。由於太空環境瞬息萬變，晶片將暴露在遠高於地面環境的輻射之下，同時還必須克服熱能管理、高頻寬地面通訊以及軌道系統可靠性等難題。此外，軌道碎片碰撞也是日益增長的風險。
在衛星間的通訊方面，挑戰尤其艱鉅。為了實現高頻寬連線，衛星群必須保持緊密，間距可能需在「數公里或更小」的範圍內，但現有的衛星星群間距約為 120 公里，這顯示要達成這項任務，對精度控制要求極高。
儘管挑戰重重，Google 已經透過實驗展現將計畫付諸實踐的企圖心。例如 Google 就針對 Trillium TPUs 進行輻射耐受性測試，由研究人員透過粒子加速器模擬太空中的太陽輻射暴露，結果顯示TPU 能夠順利「在相當於五年任務壽命的總游離輻射劑量下存活，且沒有永久性故障」。
Google 智能計算部門高級總監 Travis Beals 說明：「我們在過去一年裡，不斷思考這項計畫有哪些可能行不通的地方，我們能不能證明它確實行不通？而我們之所以堅持到現在，是因為還沒有看到任何明顯、致命的阻礙。」
經濟發展趨勢：發射成本正在快速下降
在現階段，將 AI 運算設備發射到太空中仍然成本高昂。不過 Google 進行的成本分析顯示，火箭發射成本正快速下降。研究人員估計，到 2035 年左右，發射成本可能降至每公斤約 200 美元，屆時在太空中發射和運行資料中心的成本，將有望在每千瓦／年成本的基礎上，與在地球上的等效資料中心「大致相當」。
發射成本的快速下降，使得「太空運算」從科幻幻想變成了在未來 10 年內可能實現的選項。Google 計畫在 2027 年初，Planet Labs 合作發射兩顆衛星，作為「邁向太空 AI 的第一個里程碑」。
此外，太空資料中心一旦投入運行，預計在整個生命週期內，將比地面資料中心節省 10 倍的二氧化碳排放，這不僅有望重新定義 AI 基礎設施，也可能改變未來能源結構。
不過，《Semafor》則指出，若未來十年內地面的電力技術或晶片效率提前取得突破，大幅降低地面資料中心的運營成本，那麼太空方案仍有可能被地面創新所取代，從而讓太空資料中心的概念變得更不切實際。
這場「把資料中心送上太空」的計畫，是一項艱鉅的工程挑戰，卻也展現出在 AI 算力壓力下，科技能否在不確定中找到新出路的方式。
＊本文開放合作夥伴轉載，資料來源：《The Guardian》、《Semafor》、《The Verge》、《Economic Times》、Google，首圖來源：Unsplash