散熱與電磁防護(hù)兩大難題尚未攻克，現(xiàn)階段更多是概念性嘗試。

硅谷創(chuàng)投圈向來擅長(zhǎng)打造科技故事，近期，英偉達(dá)支持的太空計(jì)算初創(chuàng)公司Starcloud就完成了一項(xiàng)“創(chuàng)舉”——首次在太空軌道上訓(xùn)練并運(yùn)行人工智能模型。

據(jù)CNBC報(bào)道，搭載H100芯片的Starcloud-1衛(wèi)星成功運(yùn)行了谷歌開源模型Gemma，還通過用莎士比亞全集訓(xùn)練的NanoGPT向地球發(fā)送了一段莎翁風(fēng)格的問候：“地球人，你們好！或者用我更喜歡的方式來說——你們是一組由藍(lán)色和綠色構(gòu)成的迷人集合體。讓我們看看，從這個(gè)角度觀察你們的世界，會(huì)發(fā)現(xiàn)哪些奇妙之處。”

Starcloud CEO Philip Johnston稱“太空AI”并非噱頭，公司目標(biāo)是讓軌道數(shù)據(jù)中心的能源成本比地面低10倍。Starcloud-1在軌運(yùn)行的核心目的，是驗(yàn)證構(gòu)建太空數(shù)據(jù)中心的可行性，尤其是支持大型計(jì)算集群模型的可能性。

其實(shí)，Starcloud并非首個(gè)布局太空AI的玩家。谷歌CEO桑達(dá)爾·皮查伊此前接受福克斯新聞采訪時(shí)透露，谷歌計(jì)劃2027年初啟動(dòng)太空人工智能數(shù)據(jù)中心建設(shè)，他表示：“我們的遠(yuǎn)大目標(biāo)之一是有朝一日在太空建立數(shù)據(jù)中心，以便更好地利用太陽能。太陽的能量是當(dāng)今地球全部產(chǎn)能的100萬億倍?！?/p>

擁有SpaceX的馬斯克也對(duì)太空AI數(shù)據(jù)中心興趣濃厚，他曾明確表示，將擴(kuò)大配備高速激光鏈路的星鏈V3衛(wèi)星規(guī)模，并計(jì)劃4到5年內(nèi)通過星艦每年部署100吉瓦（GW）的數(shù)據(jù)中心。

那么，這些硅谷巨頭為何紛紛將目光投向太空？

答案很簡(jiǎn)單：為解決能源問題。在當(dāng)前的AI競(jìng)賽中，中美面臨的挑戰(zhàn)截然不同。國(guó)內(nèi)受限于半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)，尤其是先進(jìn)制程和GPU設(shè)計(jì)的短板，AI廠商被算力“卡脖子”；而美國(guó)則因基礎(chǔ)設(shè)施不足，面臨缺電困境。

桑達(dá)爾·皮查伊曾在播客中解釋建設(shè)太空數(shù)據(jù)中心的必要性：“如果無法提供足夠電力，即便有大量芯片，也只能讓它們閑置在倉庫里?！盇I并非只是代碼、算法和模型，它還是名副其實(shí)的“電老虎”。

ChatGPT每天響應(yīng)2億次請(qǐng)求，需消耗50萬千瓦時(shí)電力，相當(dāng)于一座美國(guó)小城一天的用電量。美國(guó)能源信息署（EIA）測(cè)算，2030年全球AIDC（AI數(shù)據(jù)中心）電力需求將達(dá)347GW。一旦電力供應(yīng)不足，科技巨頭投入萬億美元建設(shè)的AI模型和數(shù)據(jù)中心，可能淪為廢鐵。

今年春季美國(guó)科技巨頭集體投資核電站的新聞，根源就是美國(guó)電網(wǎng)老化。但建設(shè)或重啟核電站，都繞不開環(huán)保難題。因此，科技巨頭將目光轉(zhuǎn)向太空——太陽同步軌道上的太陽能電池板，因無云層遮擋，單位面積發(fā)電量是地面的5倍。比如一平方米砷化鎵太陽能電池，在太空可輸出300W電力，地面最多僅60W。

看到這里，或許有人會(huì)問：太空AI數(shù)據(jù)中心優(yōu)勢(shì)明顯，為何國(guó)內(nèi)廠商未跟進(jìn)？并非國(guó)內(nèi)航天實(shí)力不足，而是太空AI數(shù)據(jù)中心存在散熱和抗輻射兩大幾乎無解的難題。

地球軌道附近太空平均溫度為零下120℃，且接近完美真空，熱量主要通過輻射傳遞，而非空氣對(duì)流或介質(zhì)傳導(dǎo)，傳熱效率極低。因此，太空中的衛(wèi)星不僅有太陽能電池板，還需專用輻冷板散熱。1GW級(jí)別的太空數(shù)據(jù)中心，輻冷板面積需達(dá)20萬平方米，重量超1000噸。即便按SpaceX星艦單次150噸的載重計(jì)算，僅散熱系統(tǒng)就需至少10次發(fā)射才能湊齊。

更致命的挑戰(zhàn)是高能粒子引發(fā)的“單粒子翻轉(zhuǎn)”——宇宙射線照射會(huì)導(dǎo)致電子元器件電位狀態(tài)跳變，將“0”變成“1”或“1”變成“0”。雖然單粒子翻轉(zhuǎn)不會(huì)物理損壞芯片，但會(huì)改變二進(jìn)制存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，引發(fā)計(jì)算錯(cuò)誤。

在個(gè)人電腦或手機(jī)上，單粒子翻轉(zhuǎn)影響不大；但對(duì)進(jìn)行矩陣乘法的GPU而言，微小錯(cuò)誤可能導(dǎo)致計(jì)算結(jié)果“謬以千里”。這也是宇航級(jí)芯片不用2nm先進(jìn)制程，反而多采用90nm、130nm“落后制程”的原因。

綜上，在散熱與電磁防護(hù)兩大難關(guān)攻克前，Starcloud這類太空AI數(shù)據(jù)中心更多是“作秀”，實(shí)際應(yīng)用價(jià)值有限。

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