Google строит дата-центр в небесах. Проект Suncatcher: почему TPU-ускорители переедут на орбиту и как это удешевит ИИ-вычисления

Google представила исследовательский проект Suncatcher — попытку перенести вычисления искусственного интеллекта за пределы Земли.

Идея состоит в том, чтобы создать сеть солнечных спутников, оснащённых ускорителями Google TPU и соединённых между собой оптическими каналами связи в свободном пространстве. Такие орбитальные кластеры смогут работать почти без перебоев, используя энергию Солнца напрямую.

Как отмечается в блоге компании, солнечные панели на орбите могут быть до восьми раз эффективнее, чем на Земле, а постоянное освещение позволяет обходиться без массивных аккумуляторов. Исследование, опубликованное под названием “Towards a future space-based, highly scalable AI infrastructure system design”, рассматривает технические, физические и экономические аспекты этой идеи.

По замыслу инженеров, небольшие спутники будут двигаться в солнечно-синхронной орбите, где всегда остаются на солнечной стороне. Для передачи данных между ними потребуется пропускная способность, сравнимая с наземными дата-центрами — десятки терабит в секунду. Добиться этого Google планирует за счёт DWDM-мультиплексирования и пространственного мультиплексирования.

Первые эксперименты уже проведены: лабораторный стенд показал двустороннюю передачу данных на скорости 1,6 Тбит/с между двумя передатчиками. Чтобы обеспечить стабильную связь, спутники должны находиться всего в нескольких сотнях метров друг от друга — гораздо ближе, чем в любых существующих группировках.

Для моделирования орбитальных траекторий команда использовала уравнения Хилла – Клохесси – Уилтшир и дифференцируемые физические модели на JAX. Расчёты показали, что при высоте около 650 км и радиусе кластера порядка километра система останется устойчивой и не потребует больших корректировок.

Внимание также уделено надёжности оборудования. Google протестировала чип TPU Trillium v6e в условиях радиации: ускоритель выдержал дозу, втрое превышающую ожидаемую за пятилетнюю миссию, без серьёзных отказов. Это доказывает, что современные ML-процессоры способны работать в космосе без специальной защиты.

Исследователи считают, что при снижении стоимости запусков до $200 за килограмм — что может произойти к середине 2030-х годов — эксплуатация орбитального дата-центра станет сравнимой по цене с энергопотреблением обычного центра обработки данных на Земле.

Дальнейший этап проекта — практическая миссия в партнёрстве с компанией Planet. К 2027 году планируется запустить два экспериментальных спутника, чтобы проверить работу TPU и оптических каналов в реальных условиях орбиты. Эти данные станут основой для последующих разработок и уточнения архитектуры системы.

В перспективе Google видит появление спутников нового типа, где сбор солнечной энергии, вычисления и теплоотвод объединены в одну конструкцию — как современные смартфоны когда-то объединили десятки функций в одном чипе.

Авторы проекта называют Suncatcher «новым рубежом» для масштабирования ИИ и очередным примером того, как научные «лунные выстрелы» Google превращаются в реальность.