ЦОДам ищут место в космосе

Google 1 октября вывела на орбиту прототип спутника с ИИ-процессорами в рамках проекта Project Suncatcher, сообщается в блоге Google Research. Аппарат, разработанный совместно с оператором спутников Planet, был запущен в рамках миссии Transporter-18 компании SpaceX. Связь со спутником установлена, он работает штатно, говорится в сообщении компании.

Согласно материалам Google Research, Project Suncatcher предполагает создание на низкой околоземной орбите вычислительной инфраструктуры для задач машинного обучения. Google рассчитывает размещать на спутниках собственные процессоры TPU и объединять аппараты с помощью высокоскоростной лазерной связи. В перспективе каждый спутник предполагается оснащать десятками TPU.

Нынешний эксперимент пока далек от испытания полноценного дата-центра. По словам заместителя директора НОЦ ФНС России и МГТУ им. Н. Э. Баумана Алексея Ершова, на прототипе установлены четыре ускорителя Trillium, что соответствует примерно одному серверу, тогда как наземные ИИ-кластеры могут насчитывать сотни тысяч чипов. Сейчас Google намерена проверить, как оборудование переносит запуск, радиацию и перепады температур, сообщается в блоге Google Research.

С ростом вычислительной мощности одной из основных проблем становится отвод тепла. В вакууме его приходится рассеивать с помощью радиаторов. Google уже испытывала сочетание радиаторов и тепловых трубок в термовакуумной камере. По оценке главного редактора информационной группы ComNews Леонида Коника, для ЦОДа мощностью 1 МВт может потребоваться радиатор размером с хоккейную площадку, а масса системы охлаждения — в десять раз превысить массу самих серверов.

У размещения вычислительных мощностей в космосе при этом есть преимущество с точки зрения энергоснабжения. По расчетам Google Research, на низкой околоземной орбите солнечная генерация может быть до восьми раз выше, чем на Земле. Однако для работы ИИ-ускорителей потребуется 50–100 кВт мощности на каждый спутник, оценивает независимый аналитик Алексей Бойко. Получение достаточной электрической мощности он относит к наиболее сложным инженерным задачам орбитального ЦОДа.

Отдельные спутники также необходимо объединить в единую вычислительную систему. Для этого Google рассчитывает использовать высокоскоростную лазерную связь. Нынешняя миссия эту технологию не проверяет, хотя от нее во многом зависит возможность масштабирования проекта, отмечает Алексей Ершов. Испытание лазерной связи между двумя спутниками Google планирует провести в 2027 году, говорится в материалах Google Research.

Даже если технические ограничения удастся преодолеть, орбитальным ЦОДам еще предстоит найти задачи, для которых размещение вычислительных мощностей в космосе будет оправданно. В первую очередь туда имеет смысл переносить вычисления, нечувствительные к задержкам и не требующие плотного взаимодействия между процессорами, считает Алексей Бойко. К ним он относит пакетное обучение и инференс ИИ-моделей. Другой сценарий — обработка непосредственно на орбите данных спутниковой связи и дистанционного зондирования Земли. «Логика: обрабатывать данные там, где они рождаются», — поясняет эксперт.

Для последнего сценария уже формируется необходимая инфраструктура, говорит господин Коник. Раньше дата-центры строили там, где проходили магистральные каналы связи, однако за последние семь-восемь лет сами ЦОДы превратились в узлы телекоммуникационной инфраструктуры, к которым операторы прокладывают новые волоконно-оптические линии. С появлением негеостационарных спутниковых сетей аналогичная инфраструктура возникает и в космосе, поэтому размещение там вычислительных мощностей господин Коник считает следующим логическим шагом.

Для традиционных корпоративных клиентов преимущества такой модели менее очевидны. «Формально облачные услуги трансграничны, и клиенту не должно быть важно, где находится опорный дата-центр. Но на практике корпорации выбирают ЦОД, расположенный не просто в их стране, но даже в городе нахождения их штаб-квартир или офисов», — говорит Леонид Коник. По его мнению, такие заказчики едва ли будут готовы использовать инфраструктуру, к которой невозможно получить физический доступ.

Остается вопрос стоимости. Главным препятствием для коммерческого развития орбитальных ЦОДов Алексей Бойко считает цену вывода оборудования. По его оценке, экономика таких проектов может сойтись при снижении стоимости доставки груза на орбиту примерно до $200 за 1 кг, а лучше — до $100 и менее. Впрочем, дефицит электроэнергии для наземных дата-центров способен сделать приемлемой и более высокую стоимость запуска, допускает эксперт.

Экономику осложняет и жизненный цикл оборудования. По словам господина Бойко, поколения ИИ-чипов меняются каждые один-два года, тогда как спутник эксплуатируется пять-семь лет, поэтому установленное на орбите оборудование будет постепенно отставать от наземного. Директор департамента развития кроссплатформенных сервисов Cloud.ru Ильяс Камалетдинов обращает внимание и на сложности ремонта и модернизации: после амортизации орбитального ЦОДа его может оказаться дешевле оставить в космосе, чем возвращать на Землю. Поэтому, по его словам, в ближайшие десятилетия не стоит ждать массового распространения таких дата-центров.