芯耀
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克雷西 發(fā)自 凹非寺，量子位 | 公眾號 QbitAI
AI算力，卷到天上了！
12時12分，12顆太空計算衛(wèi)星，搭乘長征二號丁運載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空。
這12顆計算衛(wèi)星，每一顆都具備太空計算和太空互聯(lián)的能力，將組成全球首個太空計算星座。
它們的背后，是商業(yè)航天企業(yè)國星宇航牽頭發(fā)起的“星算”計劃。
“星算”計劃首發(fā)星座發(fā)射任務獲得圓滿成功，將開啟全球“太空計算時代”新篇章。
未來，他們還計劃發(fā)射更多衛(wèi)星，織起一張由2800顆衛(wèi)星組成的太空計算大網(wǎng)。
“星算”計劃首批衛(wèi)星正式啟航
“星算”計劃由國星宇航牽頭，與首批54家高校、科研院所、上市公司、投資機構(gòu)等共同發(fā)起并投入建設。
本次太空計算星座021任務是國星宇航發(fā)起的“星算”計劃首發(fā)星座，也是之江實驗室“三體計算星座”的首發(fā)星座，星座是不同主體投資、由國星宇航研制的一軌12顆計算衛(wèi)星組成。
其目標是將算力服務器發(fā)射入軌形成天基智能計算基礎設施，其中本次發(fā)射任務是將首批十二顆計算衛(wèi)星入軌組網(wǎng)，每顆衛(wèi)星均具備太空計算、太空互聯(lián)的能力。
這批衛(wèi)星除配套了國星宇航自研的AI載荷外，還搭載了之江實驗室承擔研制的星載智能計算機等太空計算軟硬件和天基模型，實現(xiàn)了“算力上天、在軌組網(wǎng)，模型上天”。
相比于傳統(tǒng)的應用型衛(wèi)星，計算衛(wèi)星將單顆衛(wèi)星的計算能力從T級提升至P級，首發(fā)星座在軌計算能力達到5POPS，極大地提升了單星高性能太空計算的能力。
并且這些衛(wèi)星還能形成“互聯(lián)網(wǎng)”一樣的互聯(lián)互通，衛(wèi)星之間使用激光通信，通信速度最高可達100Gbps。
該星座將完成系列天基計算基礎功能的在軌驗證和應用。
并且，太空中的計算衛(wèi)星，將不僅是一種新的算力部署方式，還會改變科學研究的范式，支撐科學家探索更多的未知。
太空計算中心可扮演“太空智能中樞”的角色，廣泛支持海量深空探測數(shù)據(jù)的實時在軌計算與處理。
例如，本次發(fā)射的衛(wèi)星搭載了廣西大學和中國科學院國家天文臺研制的宇宙 X 射線偏振探測器，將通過天基天文時域模型對伽馬射線暴等各類瞬變源進行在軌快速探測、證認、分類，并觸發(fā)雙星協(xié)同觀測。
“星算”計劃未來還會有更多次發(fā)射，終極目標中的天基算力網(wǎng)絡，將由2800顆計算衛(wèi)星組成。
其中，“星算”計劃02組星座目前已經(jīng)進入設計研制階段，國星宇航衛(wèi)星團隊正在加緊投入更強算力衛(wèi)星型號的研發(fā)工作。
那么，為什么人們要在太空中部署算力設施呢？
為什么算力要“上天”？
以人工智能行業(yè)最火熱的大模型為例，看似是一問一答的簡單應用，實質(zhì)上卻是一個“吞金巨獸”。
OpenAI CEO奧特曼曾經(jīng)透露，ChatGPT僅僅因為用戶說的“謝謝”，就要多花費數(shù)千萬美元的成本。
在這當中，能源成本是一個重要的構(gòu)成部分。
研究機構(gòu)分析，在以H100為基礎的設施上，一次普通的查詢，就會消耗約0.3Wh的電量。
什么概念呢？iPhone 14 Pro Max的電池容量大約是14.1Wh，也就是問47個問題消耗的電能，就足以充滿一部iPhone。
再看宏觀層面，根據(jù)國際能源署的數(shù)據(jù)， 到2026年，全球數(shù)據(jù)中心的總用電量可能超過1000太（10^12）瓦時 ，也就是1萬億度，大致相當于日本的用電量。
而太空部署，恰恰是一個節(jié)約能源成本的有效方式。
沒有臭氧層的過濾，太空中能夠受到更多的太陽輻射，并且沒有雨雪天氣，可以依靠太陽能為算力設施提供持續(xù)的能源供給。
除了自身運行消耗能源之外，算力設備的冷卻也是一項巨大消耗。
谷歌的環(huán)境報告顯示，在AI應用還未普及的2022年，其數(shù)據(jù)中心52億加侖（約1970萬噸）的冷卻水，相當于1.36個西湖。
但在太空中的散熱方式顯然不是使用如此大量的水源，進一步減少了持續(xù)性的投入。
電能和散熱的持續(xù)成本解決之后，除了日常維護之外，在太空中部署算力的成本，幾乎就只剩下了研制和發(fā)射這些一次性投入。
并且發(fā)射的成本也在下降，弗若斯特沙利文的報告顯示，中國衛(wèi)星的發(fā)射成本正在逐年降低，到今年預計是6萬元每公斤。
除了成本之外，太空中的算力設備，還能作為“天基數(shù)據(jù)”處理的有效途徑，做到“天數(shù)天算”。
中國科學院院士、中國科學院大學杭州高等研究院院長王建宇表示，隨著衛(wèi)星對地觀測的分辨率越來越高，數(shù)據(jù)量也在不斷增大，將數(shù)據(jù)全部送至地面再進行處理，不僅傳輸量大，數(shù)據(jù)應用的及時性也受到影響。
以遙感衛(wèi)星為例，過去其收集到的數(shù)據(jù)需要傳回地面進行處理，并且傳輸過程存在帶寬瓶頸。
但此次發(fā)射的衛(wèi)星同時搭載了對地遙感載荷，可在獲得數(shù)據(jù)的第一時間進行處理，然后直接將結(jié)果傳回地面，對自然災害等異?，F(xiàn)象的感知更加及時。
同時衛(wèi)星中也配備了高帶寬的傳輸設施，未來可能開放與第三方衛(wèi)星的通信，讓“天數(shù)天算”為更多的用戶提供服務。
另外，由于地空之間的專用通訊方式，太空計算中心也將比通過互聯(lián)網(wǎng)連接的普通算力中心更加安全。
種種優(yōu)勢之下，太空算力中心的終極發(fā)展目標，是與地面形成“天地協(xié)同”的互補，讓天基算力成為一種未來的新選擇。
天基算力將成為一種新的選擇
毫無疑問，算力基礎設施在全球都已經(jīng)占有了舉足輕重的地位，其加速擴張也是必然趨勢。
但地理空間和能源都存在有限性，所以人們也開始探索新的數(shù)據(jù)中心部署地點的腳步，拋開太空不談，在山洞、海底、極地等地區(qū)，都已經(jīng)有了數(shù)據(jù)中心的身影。
僅以海底為例，2015年，微軟建造了第一個海底數(shù)據(jù)中心的原型機，2018年把建造好的實驗艙放進了蘇格蘭奧克尼群島附近的海底，容器內(nèi)有864臺服務器。
在國內(nèi)，全球首個商用海底數(shù)據(jù)中心于2023年3月在海南陵水投入運營；今年2月，一個新的數(shù)據(jù)艙又接入該數(shù)據(jù)中心，形成了海底智算中心集群。
在這樣的模式之下，太空可能與海底、極地并無本質(zhì)區(qū)別，只是代表了算力部署空間的一個新的探索方向。
據(jù)CNBC去年報道，歐盟同樣也產(chǎn)生了在太空中建設數(shù)據(jù)中心的想法。
并且截至當時，歐盟已經(jīng)花費了200萬歐元（按當時匯率約合1560萬人民幣）進行論證實驗，從技術(shù)和經(jīng)濟角度證明了這種想法的可行性。
在美國佛羅里達州，也有一家名為Lonestar Data Holdings的公司同樣將目光投向了太空，打算把算力中心建到月球上。
今年3月，該公司的一個微型數(shù)據(jù)中心已經(jīng)隨“雅典娜”月球著陸器一同抵達月球。
無獨有偶，華盛頓州的Starcloud公司，也計劃在本月發(fā)射一個衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心，并于2026年中期開始商業(yè)運營。
無論是國內(nèi)還是國外，也無論國家隊還是商業(yè)公司，人們都已經(jīng)用行動證明了，太空或?qū)⒊蔀槲磥硭懔Σ渴鸬囊粋€新選擇。
值得注意的是，歐盟的太空算力計劃，單是準備好符合其要求的運載火箭就要等到2035年，然后還要再預留15年的部署時間。
但在2025年的中國，第一批算力衛(wèi)星，已經(jīng)正式上天服役了。
這一次，中國走在了趨勢最前面。
