Орбитальный интеллект
SpaceX предлагает вынести часть ИИ-вычислений за пределы Земли
В начале июня Илон Маск показал проект спутника AI1 для ИИ-вычислений в космосе. Аппарат должен поддерживать мощность 120–150 кВт, что сопоставимо с мощностью одной стойки ЦОД на самых мощных серверах Nvidia, а в перспективе такие спутники могут стать частью крупной орбитальной сети вычислительных узлов. По словам Маска, орбитальная сеть дата-центров должна включать 1 млн аппаратов. На фоне роста энергопотребления ИИ идея «дата-центра в космосе» выглядит как попытка найти для вычислений новую среду с доступом к солнечной энергии, удаленностью от земных площадок и собственной телеком-инфраструктурой.
Фото: Brendan McDermid / File Photo / Reuters
Фото: Brendan McDermid / File Photo / Reuters
Зачем выносить вычисления на орбиту
Идею орбитального дата-центра можно рассматривать как попытку найти альтернативу наземной инфраструктуре ЦОД для энергоемкого ИИ, рассуждает генеральный директор АО «АК “Новый космос”, эксперт рынка «Аэронет» НТИ Антон Алексеев. По мнению руководителя стратегических проектов АО «ГЛОНАСС» Александра Замятина, проект Маска сейчас решает две задачи: «получить и освоить колоссальные деньги инвесторов на ИИ, что важно в свете IPO Starlink» и «создать задел для нового технологического уклада».
Впрочем, проект важен и для развития телеком-инфраструктуры в целом. До конца 2010-х гг. дата-центры строились там, где проходили магистральные линии связи, но затем ЦОДы стали основными узлами интернета, и уже операторы связи начали прокладывать линии к дата-центрам, рассуждает главный редактор информационной группы ComNews Леонид Коник. Низкоорбитальная сеть Starlink, по словам Коника, является конкурентом наземной и подводной кабельной телеком-инфраструктуры, поэтому следующий логический шаг — перенести в космос и дата-центры. При этом, считает Коник, пока PR-составляющая нового проекта выглядит сильнее, чем реальная функциональность проекта.
Сложность космической эксплуатации
Вместе с тем орбита не отменяет ограничений, с которыми сталкиваются наземные ЦОДы, а переводит их в другую инженерную плоскость. Алексеев отмечает, что в космосе действительно потенциально доступна солнечная энергия, а тепло можно отводить через радиаторы в открытое пространство. Но, подчеркивает он, космос не решает эти проблемы автоматически: вакуум сам по себе не охлаждает оборудование, тепло от процессоров нужно эффективно передать на радиаторы и излучить. К этому добавляются радиация, микрометеориты, деградация электроники, невозможность быстрого ремонта, стоимость запуска, кибербезопасность, надежная связь с Землей и необходимость синхронизации вычислений между аппаратами.
Замятин также считает, что на первом этапе главной проблемой космических дата-центров будет не дефицит энергии, а эксплуатация такой инфраструктуры. По его словам, в космосе особенно сложны замена вышедших из строя изделий и исправление ошибок программного обеспечения.
Первые задачи — спутниковые данные
Наиболее реалистичные сценарии применения такой инфраструктуры связаны не с массовым обучением больших языковых моделей, а с обработкой данных там, где они появляются. Для космоса существенную роль играют задержки, подчеркивает Замятин: если использовать такой дата-центр для обработки данных со спутниковых группировок, то можно ощутимо сократить время выполнения операций космическими системами.
Алексеев считает, что орбитальные вычисления могут быть оправданы для спутниковой съемки, радиолокационных данных, мониторинга ЧС, пожаров, ледовой обстановки, морской активности, а также военных, навигационных и связных задач. Если передавать на Землю весь сырой массив данных, возникает нагрузка на каналы связи и наземную инфраструктуру. Если же часть обработки делать прямо на орбите, спутник может передавать уже не «сырые данные», а выявленные события, аналитические продукты или приоритизированные фрагменты.
В перспективе обработка космических данных должна быть многоуровневой, рассуждает Замятин: то есть первичная обработка осуществляется в месте получения данных, далее по каналам передается в центр агрегации, который выполняет свою часть обработки, а итоговая информация передается на Землю. Это позволит снизить объем передаваемой информации и ее задержку, обеспечить высокую отказоустойчивость и равномерно распределить нагрузку на информсистемы, уточняет он.
Впрочем, массовые ИИ-нагрузки, особенно обучение крупнейших моделей, в ближайшей перспективе, скорее всего, останутся на Земле. Алексеев объясняет это не только энергетикой, но и «гравитацией данных»: датасеты, системы хранения, разработчики, наземные сети, сервисное обслуживание и существующие GPU-кластеры уже находятся тут. На орбите такую систему нужно не просто запитать, но и связать, синхронизировать, защитить и регулярно обновлять.
Ограничение видно и по масштабу самого AI1. Оценки экспертов сходятся в том, что 120–150 кВт — значительная мощность для космического аппарата, но не масштаб земного дата-центра. Коник оценивает мощность в 150 кВт как крайне невысокую: она сравнима с мощностью контейнерного ЦОДа на Земле, при этом спутник с учетом вывода на орбиту и не более чем семилетнего срока жизни будет на порядок дороже контейнерного дата-центра.
По словам Коника, цифра в 1 млн спутников-ЦОДов пока выглядит как PR: за все годы реализации Starlink количество активных спутников составляет около 10 500, хотя и это, по его словам, революция. Главными ограничителями для низкоорбитальных группировок он называет используемые частоты, риск взаимных помех, экранирование и опасность прямого столкновения.
Замятин также считает проект Маска качественно новой нагрузкой на космос. По его словам, такая инфраструктура потребует строгих правил вывода аппаратов с орбиты, управления космическим мусором и международной координации. В случае хаотичного перемещения группировки могут создать внешние риски для связи, навигации, науки и пилотируемых миссий, резюмировал он.