谷歌把服务器送上太空:4 颗 TPU,10 月 1 日首测

谷歌要把算力送到大气层外面去。

皮查伊发了一篇长文。

他宣布 10 月 1 日启动一个叫 Suncatcher 的项目,做第一次在轨测试。

按他的说法,这颗卫星上的算力,大约等于地面数据中心里的一台服务器。

这一步不算小。

谷歌 Suncatcher 项目的太空算力构想示意

谷歌 Suncatcher 项目的太空算力构想示意

项目去年 11 月就公开过。

谷歌当时给它的定义是「长期研究」。

目标是探索怎么把算力放到太空里规模化运行。

合作方是卫星成像公司 Planet。

双方打算在 2027 年初先送两颗原型卫星上去。

目的是验证星间激光通信能不能跑通。

都说算力的尽头是能源。放到太空里,能长时间吃到更强的太阳光,还不用给服务器盖机房。

不过这些都只是表象。

Suncatcher 背后,是谷歌创立之初就埋下的那点浪漫。

也是它和眼下这套 AI 生意的一次交汇。

一颗冰箱大的卫星,装着 4 颗 TPU

准确说,这次上去的是一颗代号 MVP 的卫星。MVP 的意思是「最小可行产品」。

它搭的是 SpaceX 的顺风车任务,由猎鹰 9 号从加州范登堡太空军基地发射。

入轨之后,它会一直贴着地球的晨昏线飞,几乎从头到尾都被阳光照着。

轨迹选得很讲究。

卫星大小和一台冰箱差不多。

卫星平台由旧金山的一家卫星公司提供。

里面装着 4 颗谷歌自研的 TPU。

4 颗加起来,算力总和约等于地面数据中心里的一台服务器。

供电靠太阳能板,输出大约 1 千瓦,差不多够一台微波炉或者吹风机用。

这次任务计划跑一年。

卫星本身在轨道上最多能停留 6 年,之后会再入大气层烧掉。

皮查伊说,这一步主要是测硬件性能和散热,看看 TPU 能不能扛住三大关。

三关:发射,辐射,散热

第一关是发射本身。

火箭上天大约要飞 10 分钟。

这段时间里,卫星要承受持续加速度。

局部组件可能瞬间承受 50 到 100 倍重力加速度。

还要熬过剧烈振动。

发射之前,团队在三个轴向上各测了一遍,模拟火箭的振动频率。

第二关是辐射。

太空里的宇宙射线和太阳活动,可能让电子元件发生「位翻转」。

一个粒子撞上来,就能把一个比特从 0 变成 1,计算跟着出错。

为了对抗辐射,谷歌把 TPU 送进加州大学戴维斯分校的加速器。

用 67 MeV 的质子束轰击,一边轰一边让它跑任务。

初步结果是,芯片扛住了相当于 5 年以上任务的辐射剂量。

但显存那边还是出现了一些没法纠正的错误。

谷歌的说法是,这种错误率对推理来说大概可以接受。

对训练的影响,还得继续研究。

第三关是散热。

太空是真空,没有空气对流,风扇完全没用。

偏偏 AI 芯片发热极大。

谷歌的办法,是用一层可变形的导热界面材料把芯片接到热管上。

热管由铝和铜做成,再把热量导进散热板,辐射进太空。

问题在于,散热板的能力有限。

所以这次测试里,TPU 只能断断续续地跑。

每次大约 15 分钟,跑完就得停机,等散热板把热量排掉。

谷歌会在这颗卫星上跑 Gemini 模型做测试,但没法让它持续工作。

项目由谷歌高级总监特拉维斯·比尔斯牵头。

他所在的部门叫「智能范式」。

皮查伊强调,这是一块通向「轨道数据中心」的垫脚石,并不是一次产品发布。

2027 年,谷歌还打算再发两颗原型卫星,专门验证星间激光链路。

至于 Suncatcher 什么时候从「项目」变成「产品」。

皮查伊说还得等很多年。

真正的动机是电

跑大模型的 AI工具 越堆越多,电先不够用了。

2026 年,全球所有的超大规模数据中心厂商都在满世界找电。

从美国弗吉尼亚的数据中心走廊,一路抢到爱尔兰。

地面上的电,能抢的差不多都抢完了。

谷歌的思路是换个地方找机会。

与其在地面上抢电,不如去外太空看看。

除了太阳光本身,太空里没有居民,没有农田,也没有社区反对。

还省掉了盖机房,接电网,耗水冷却这一整套麻烦。

谷歌在论文里说,太阳输出的功率,是人类总发电量的一百万亿倍以上。

Suncatcher 还有一个特点,是模块化。

很多科幻作品里的太空研究中心都是「巨构建筑」,体积非常大,里面塞满计算机。

谷歌没走这条路。

论文里专门讨论过这种整体式方案。

结论是要靠人或机器人在太空里现场组装。

碰撞规避更麻烦,结构强度要求还会推高重量。

谷歌选的是另一条路,用一批更小的卫星保持很近的队形编队飞行。

好处是可扩展。

需要更多算力,就多发几颗卫星。

理论上可以像搭积木一样往上堆,直到把整条晨昏轨道带填满。

理论上说得通,不代表经济上划得来。

谷歌算过一笔账。

现在把 1 公斤载荷送进低地球轨道,成本大约在 1500 到 2900 美元之间。

这个价格还只是构想,实际成本只会更高。

谷歌说,要让 Suncatcher 真正成立,成本得降到每公斤 200 美元左右。

为什么是 200 美元。

因为美国数据中心的用电成本,大约是每千瓦每年 570 到 3000 美元。

假设发射成本降到每公斤 200 美元,再摊到卫星的整个寿命里。

按每千瓦算,就可能和地面数据中心的能源成本大致相当。

要实现这个目标有两个前提。

星舰顺利投入使用。

并且之后能做到一年发射 180 次。

所以谷歌的预计是,至少要到 2035 年。

到那时候,天基数据中心的发射和运营成本,按每千瓦每年算。

才可能和同等规模的地面数据中心打个平手。

当然,到那时候地面数据中心的用电成本本身也会变。

可能更高,也可能更低。

账算得很细。

至于这些算力最后要喂给谁,谷歌没细说。

眼下它更像是在给 AI对话 和训练任务提前占位置。

谷歌的登月传统

太空竞赛已经打响了。

马斯克早就说过,这家火箭公司要做太空数据中心。

皮查伊宣布 MVP 上天之后,马斯克回了他两个火箭表情。

随后他还补了一句,太空中的算力总量,显然会趋近于全部算力的 100%。

亚马逊创始人贝索斯也说过类似的话。

他称 10 年之后,太空里会出现吉瓦级的数据中心。

前谷歌 CEO 埃里克·施密特收购了一家火箭公司,也要把数据中心送上天。

创业公司 Starcloud 已经把一颗搭载英伟达 H100 的卫星送进了轨道。

它还放话,有朝一日要建一座太空数据中心。

太阳能阵列横跨 4 公里,规模到 5 吉瓦。

如果只从商业角度理解 Suncatcher,其实没什么可讲的。

花大钱把芯片送上太空,光为了省电说不通。

因为商业只是外面那层皮。

真正让这个项目成立的根源,是谷歌从创立之初就埋下的一种文化,叫「登月」。

故事要从 2005 年讲起。

那一年,斯坦福教授塞巴斯蒂安·特龙带着一群学生,造出一辆叫 Stanley 的无人车。

他们去参加美国国防高级研究计划局办的大挑战赛。

比赛要求无人车穿越一条位于加州、全长 132 英里的越野赛道。

Stanley 跑完了全程,拿下冠军。

观众席里坐着谷歌的两位创始人,拉里·佩奇和谢尔盖·布林。

据说他们还乔装打扮了一番。

两人不只是来看比赛,同时还想来挖人。

2007 年,佩奇把特龙请进了谷歌,给了几乎不受限制的资源。

特龙没让人失望。

他给无人车装的那套 360 度车载摄像系统,后来变成了谷歌街景。

2009 年 1 月,他又发起了自动驾驶项目。

这个项目最终长成了今天的无人驾驶公司 Waymo。

佩奇随后给了他一个史无前例的职位。

谷歌第一位「其他事务总监」。

这个岗位专门去管那些投资人看不懂、但很酷的事情。

光有特龙还不够。

佩奇还看上了另一个人,阿斯特罗·泰勒。

泰勒是卡内基梅隆大学的人工智能博士。

加入谷歌之前他连续创业。

做过可穿戴公司,也做过用 AI 做投资的基金。

佩奇说过,他看中的正是泰勒这份把疯狂点子变成生意的履历。

1962 年 9 月 12 日,时任美国总统肯尼迪在莱斯大学演讲。

他说,我们决定在 10 年里登月。

1969 年,阿波罗 11 号真的上去了。

从那以后,登月这个词在英语里就代表一种宏大目标。

公开,有期限。

技术上离谱,但硬是调动资源干成了。

佩奇和布林都上过蒙台梭利学校。

佩奇说过,正是那种不服从规则、自我驱动的劲头,让他们有点不一样。

2010 年,谷歌内部冒出一个半秘密的实验室。

它由泰勒和特龙牵头,专门承载这种登月文化。

泰勒说,阿波罗计划就是这个实验室的精神原型,把不可能变成可能。

他还总结出一条反直觉的规律。

让人去做一件好 10 倍的事,比让人去做好 10% 的事更容易。

因为 10% 的改进,还是在老路上跟所有人比拼聪明。

而 10 倍的目标,会逼着人彻底换一条路。

后来这个实验室直接改名,成了「登月工厂」。

泰勒也被叫做「登月队长」。

它和普通的企业研究院不一样。

普通研究院忙着给母公司的主营业务做改进。

它的任务是去解决谷歌核心业务之外的难题。

不背营收指标,也不用按时交出产品。

现在再回头看 Suncatcher,一切就顺理成章了。

谷歌在官方博客里,把它和两个「前辈」并列。

一个是 10 多年前起步的量子计算,一个是 15 年前的自动驾驶。

Suncatcher 是谷歌登月传统里的新成员。

它和前辈们一样,诞生之初看起来都很疯。

先不管划不划算,先把不可能试一试。

也正是这股劲头,让谷歌敢把服务器送上天。

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