科技巨頭英偉達(dá)與谷歌正將算力競爭延伸至太空領(lǐng)域，一場前所未有的“星際算力”競賽悄然拉開帷幕。近期，搭載英偉達(dá)H100芯片的衛(wèi)星已成功入軌，而谷歌也宣布計劃于2027年初發(fā)射配備TPU處理器的兩顆原型衛(wèi)星，雙方均瞄準(zhǔn)吉瓦級太空數(shù)據(jù)中心的建設(shè)目標(biāo)。

英偉達(dá)的太空布局由其Inception計劃孵化的初創(chuàng)企業(yè)Starcloud主導(dǎo)。本月發(fā)射的Starcloud-1衛(wèi)星重60公斤，搭載的H100芯片可實(shí)現(xiàn)與地面數(shù)據(jù)中心媲美的算力。該衛(wèi)星將承擔(dān)合成孔徑雷達(dá)衛(wèi)星群的數(shù)據(jù)實(shí)時處理任務(wù)，通過在軌運(yùn)算減少地面通信壓力。更引人注目的是，Starcloud作為Google for Startups Cloud AI Accelerator計劃的“畢業(yè)生”，計劃在軌道上運(yùn)行谷歌開源模型Gemma，驗(yàn)證大型語言模型在太空環(huán)境中的可行性。其終極目標(biāo)是構(gòu)建跨度4公里、功率達(dá)5吉瓦的軌道數(shù)據(jù)中心，公司CEO甚至預(yù)言十年內(nèi)新建數(shù)據(jù)中心將全部遷移至太空。

谷歌的“太陽捕手計劃”雖起步稍晚，但技術(shù)路線更具創(chuàng)新性。該項目通過太陽能供電和自由空間光通信實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星間互聯(lián)，兩顆原型衛(wèi)星將重點(diǎn)測試TPU在太空的實(shí)際運(yùn)行效果。根據(jù)谷歌發(fā)布的論文，當(dāng)近地軌道發(fā)射成本降至每公斤200美元時，衛(wèi)星單位電力年均成本可與地面數(shù)據(jù)中心持平。若SpaceX星艦實(shí)現(xiàn)重復(fù)使用，發(fā)射成本有望進(jìn)一步降至每公斤15美元。論文特別指出，太空環(huán)境中的太陽能電池板效率是地面的8倍，且深空真空可為數(shù)據(jù)中心提供天然散熱條件，英偉達(dá)與Starcloud聯(lián)合開發(fā)的真空散熱架構(gòu)已驗(yàn)證通過紅外輻射排熱的可行性。

在通信技術(shù)驗(yàn)證方面，谷歌實(shí)驗(yàn)顯示采用現(xiàn)成DWDM模塊可實(shí)現(xiàn)1.6Tbps雙向光通信，證明小尺度衛(wèi)星集群的可行性。針對輻射耐受性問題，測試表明TPU的HBM組件在累積輻射劑量達(dá)五年任務(wù)預(yù)期三倍時仍能正常工作。這些突破為分布式機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)的太空執(zhí)行奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

值得關(guān)注的是，中國企業(yè)在太空算力領(lǐng)域已取得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。今年5月，之江實(shí)驗(yàn)室“三體計算星座”首批12顆衛(wèi)星成功入軌，該星座單星計算能力從T級躍升至P級，在軌計算能力達(dá)5POPS。通過激光通信技術(shù)，衛(wèi)星間通信速率最高可達(dá)100Gbps，形成類似地面互聯(lián)網(wǎng)的星間網(wǎng)絡(luò)。更令人矚目的是，該系統(tǒng)已于9月實(shí)現(xiàn)常態(tài)化商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著中國成為全球首個將太空算力投入商業(yè)應(yīng)用的國家。

這場太空算力競賽正催生多重技術(shù)突破。在軌數(shù)據(jù)處理技術(shù)可大幅減少衛(wèi)星數(shù)據(jù)回傳的通信負(fù)擔(dān)，例如Starcloud對SAR衛(wèi)星數(shù)據(jù)的實(shí)時處理即屬此類創(chuàng)新。谷歌的模型還顯示，通過適度軌道調(diào)整即可維持大規(guī)模衛(wèi)星星座的穩(wěn)定運(yùn)行，這為未來吉瓦級數(shù)據(jù)中心的建設(shè)提供了運(yùn)營方案。隨著三大科技力量的持續(xù)投入，太空正從科幻場景轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)中的算力新邊疆。