股票配资广东谷歌宣布：算力卫星将搭SpaceX火箭上太空！AI芯片在轨面临大考验

9月24日，谷歌公布了一项重要计划，把自己的人工智能芯片装进卫星，搭乘美国SpaceX猎鹰9号火箭飞上近地轨道。按目前的任务安排，这颗试验卫星将在下周发射。那么，谷歌要把芯片送到太空中干什么？

一、谷歌算力卫星上究竟装了什么？

谷歌把这项研究称为“太阳捕手计划”（Project Suncatcher），计划首颗原型卫星将参加SpaceX的Transporter-18拼车任务，卫星由美国遥感卫星数据公司星球实验室（Planet Labs）参与开发。所谓拼车，就是一枚火箭一次运送多颗不同客户的卫星，各自到达预定轨道后再释放。对这样一项初期试验而言，先搭现成的发射班车，可以有效减少发射成本。

公开报道披露，这颗原型卫星携带4颗谷歌自研的TPU芯片。TPU是为机器学习设计的专用处理器，擅长把大量数字计算并行完成。我们用手机向AI提问，后台模型处理文字、图像乃至视频时，就需要类似芯片提供算力。这次谷歌要把一小部分计算设备送到真实轨道环境里接受考验。

报道给出的计划发射日是10月1日，航天任务受天气、火箭准备情况和发射场安排影响，具体时间可能调整。谷歌还说，2027年将继续推进双星试验，尝试验证卫星间的激光连接。也就是说，这次是单星验证，下一步才轮到两颗卫星彼此传数据，离大规模组网还隔着好几道关。

谷歌想测试的是面向AI计算的TPU能否在轨道上稳定运行。若芯片在发射途中损坏、在辐射环境下频繁算错，或一工作就过热，太空算力设想就无从谈起。

二、为什么要把地面机房送入太空？

人工智能越强，对电力的需求往往越大。一个人问AI一次问题，看上去没什么，只是屏幕上跳出几行字。但当使用者达到千百万甚至更多，背后却要有大量芯片、供电设备和散热系统昼夜运行。训练大型模型需要集中投入，模型上线后的日常推理也会持续消耗资源。数据中心扩容除了买芯片，还要考虑电网接入、土地、机房建设和冷却条件。

但要是把机房送入太空，情况就大不同了。在合适的近地轨道上，太阳能板可以长时间受到照射，躲开地面的云层、夜晚和大气影响，从而实现源源不断太阳能发电。谷歌研究团队估算，特定条件下，轨道太阳能板的发电效率最高可达到地面同类系统的约8倍。

要接近持续受光，轨道需要进行精心选择。谷歌研究的是接近晨昏线的太阳同步低轨，让太阳照射角度尽量保持合适。卫星经过阴影区时，还要面对储能和调度问题。

谷歌提出，让许多携带TPU的小卫星在相近轨道结成集群。每颗卫星像机房中的一排设备，利用激光链路交换数据，再把任务分配给不同芯片。如果这种架构成熟，天上的计算设施就有望按模块增加。

三、AI芯片在太空中会面临多重巨大难题

直觉上，太空那么冷，整个宇宙的平均温度低至-270.42℃，把因为计算发热的芯片放到太空中，散热应该容易。

事实上，芯片很难在太空中散热。我们在地面给电脑散热，风扇可以吹动空气，水冷系统可以把热量带到室外。而真空里几乎没有空气，风扇转得再快，也无法靠气流把热吹走。芯片产生的热要先传到热管和散热板，最后靠热辐射散向外部空间。

这意味着卫星必须给散热板留出面积，还要处理它朝向太阳、地球和深空时不断变化的受热条件。芯片集中工作时，热量短时间涌出，整套系统能不能把温度稳住成为关键。

谷歌已在地面用热真空设备模拟轨道环境，测试热管与散热器的组合。下周的飞行则要回答实验室无法完全回答的问题，卫星真正入轨后，TPU工作时各处温度如何变化，散热效率能否达到预期，持续运行会不会出现新的故障。

此外，还有发射这一关。火箭升空时，卫星要经受振动和加速度。谷歌表示，航天器整体可能承受最高约10倍重力加速度，芯片等局部部件在振动中承受的瞬时载荷可能达到50至100倍重力加速度。

进入轨道也不是万事大吉，高能粒子可能穿过电子设备，让存储的数据发生位翻转，相当于本来该记成0的位置被记成1。谷歌此前用质子束照射Trillium TPU，得到的抗辐射结果颇为积极，但累计辐射剂量达标不等于所有计算都会永远正确。卫星得在真实环境中记录错误出现的频率、是否能够纠正，以及芯片长期运行后的状态。

四、卫星要靠激光组网难度在哪里？

假设一颗卫星已经能稳定运行4颗TPU，下一步能不能发射更多卫星把它们连起来？

问题随之变成网络，现代AI模型通常要让很多处理器频繁交换数据。如果每颗卫星只顾自己算，彼此传输跟不上，芯片越多也未必能带来相应的性能提升。

谷歌研究团队提出，未来的星间链路需要达到每秒数十太比特的数据传输能力。作为早期地面验证，他们利用一对光学收发设备实现了两个方向各每秒800吉比特的传输速率。