„Umístit servery na oběžnou dráhu je hloupý nápad“: Mohla by datová centra ve vesmíru pomoci vyhnout se energetické krizi AI? Odborníci jsou na roztrhání.
Jak umělá inteligence (AI) modely stále rostou a přibývají více touží po mocivýzkumníci se začínají ptát nikoli, zda je lze vyškolit, ale kde. To je kontext za výzkumem Google nedávný návrh prozkoumat vesmírnou infrastrukturu umělé inteligence, což je myšlenka, která leží někde mezi seriózní vědou a orbitálním přesahem.
Myšlenka nazvaná „Projekt Suncatcher“ a nastíněná ve studii, která byla nahrána 22. listopadu do předtisku arXiv databáze, zkoumá, zda by budoucí pracovní zátěž AI mohla být provozována na konstelacích satelitů vybavených specializovanými urychlovači a poháněných primárně solární energií.
Tlak na hledání infrastruktury umělé inteligence za hranicemi Země nepřichází z ničeho nic. Datová centra již spotřebovávají netriviální část světového zdroje energie: nedávné odhady uvádějí, že globální spotřeba elektřiny v datových centrech bude v roce 2024 zhruba 415 terawatthodin, neboli asi 1,5 % celkové celosvětové spotřeby elektřiny, s projekcemi naznačujícími, že by se to mohlo do roku 2030 více než zdvojnásobit, protože pracovní zátěž AI narůstá.
Utility v USA již plánují datová centra, která budou z velké části poháněna pracovní zátěží AI mezi 6,7-12 % celkové poptávky po elektřině v některých regionech do roku 2028, což přimělo některé vedoucí pracovníky k tomu varovat že v síti prostě „není dostatek energie“ na podporu nekontrolovaného růstu umělé inteligence bez významné nové výrobní kapacity.
V tomto kontextu se návrhy, jako jsou vesmírná datová centra, začínají číst méně jako sci-fi požitkářství a spíše jako symptom průmyslu, který čelí fyzikálním limitům energie a chlazení vázané na Zemi. Na papíře zní vesmírná datová centra jako elegantní řešení. V praxi nejsou někteří odborníci přesvědčeni.
Dosáhnout ke hvězdám
Joe Morgan, provozní ředitel společnosti Patmos pro infrastrukturu datových center, je o vyhlídkách v blízké budoucnosti přímočarý. „Co se nestane v roce 2026, je celá věc ‚datová centra ve vesmíru‘,“ řekl Live Science. „Jeden z technologických miliardářů by se tomu mohl skutečně přiblížit, ale kromě chlubení se, proč?“
Morgan poukazuje na to, že průmysl opakovaně koketoval s koncepty extrémního chlazení, od ponoření do minerálního oleje na podmořská zařízeníjen proto, aby je opustil, jakmile provozní realita kousne. „Stále panuje humbuk ohledně budování datových center pod oceánem, ale jakékoli tepelné výhody jsou daleko převáženy problémem výměny komponent,“ řekl s tím, že odchod hardwaru je pro moderní výpočetní techniku zásadní.
Tento úpadek je ústředním bodem skepticismu kolem orbitální umělé inteligence. GPU a specializované akcelerátory se rychle znehodnocují, protože nové architektury přinášejí postupná vylepšení každých několik let. Na Zemi lze stojany vyměňovat, desky vyměňovat a systémy průběžně upgradovat. Na oběžné dráze vyžaduje každá oprava starty, dokování nebo robotický servis – žádný z nich nelze snadno nebo levně škálovat.
„Kdo chce vzít vesmírnou loď, aby každý rok nebo dva aktualizovala orbitální infrastrukturu?“ ptá se Morgan. „Co když se rozbije životně důležitá součást? Vlastně na to zapomeň, co ta latence?“
Latence není poznámka pod čarou. Většina úloh AI závisí na těsně propojených systémech s extrémně rychlým propojením, a to jak v rámci datových center, tak mezi nimi. Návrh Google se silně opírá o mezisatelitní spojení založená na laseru, aby tato spojení napodobila, ale fyzika zůstává nemilosrdná. Dokonce i na nízké oběžné dráze Země je zpáteční latence na pozemní stanice nevyhnutelná.
„Umístit servery na oběžnou dráhu je hloupý nápad, pokud na oběžné dráze nejsou i vaši zákazníci,“ řekl Morgan. Ale ne všichni souhlasí s tím, že by to mělo být tak rychle zamítnuto. Pavel Kosteksenior člen IEEE a systémový inženýr ve společnosti Air Direct Solutions uvedl, že zájem odráží skutečné fyzické tlaky na pozemní infrastrukturu.
„Zájem o umístění datových center ve vesmíru vzrostl, protože náklady na výstavbu center na Zemi neustále rostou,“ řekl Kostek. „Existuje několik výhod středisek umístěných ve vesmíru nebo na Měsíci. Za prvé, přístup k 24 hodin denně solární energie… a za druhé možnost chladit střediska vyzařováním přebytečného tepla do vesmíru oproti používání vody.“
Z čistě termodynamického hlediska jsou tyto argumenty rozumné. Odmítání tepla je jedním z nejtvrdších limitů výpočtu a pozemská datová centra jsou stále více omezena dostupností vody, kapacitou sítě a místním odporem životního prostředí.
Odpor proti pozemní infrastruktuře umělé inteligence se neomezuje na problémy s energií a vodou; obavy o zdraví jsou stále častěji součástí vyprávění. V Memphisu mají obyvatelé poblíž masivního datového centra Colossus společnosti xAI vyjádřil znepokojení o kvalitě ovzduší a dlouhodobých respiračních dopadech, přičemž členové komunity hlásili zhoršené symptomy a strach z nemocí souvisejících se znečištěním od zahájení provozu zařízení. V jiných státech mají odpůrci navrhovaných projektů hyperškálových datových center rámoval jejich odpor kolem potenciálních škod na zdraví a životním prostředí s argumentem, že velká zařízení by mohla zhoršit kvalitu místního ovzduší a vody a zhoršit stávající zátěž veřejného zdraví.
Uvedení datových center na oběžnou dráhu by odstranilo některá omezení, ale nahradilo je jinými.
Zůstat při zemi
„Technologické otázky, které je třeba zodpovědět, zahrnují: Mohou současné procesory používané v datových centrech na Zemi přežít ve vesmíru?“ řekl Kostek. „Budou procesory schopny přežít sluneční bouře nebo vystavení vyšší radiaci na Měsíci?“
Výzkumníci Google již začali zkoumat některé z těchto otázek prostřednictvím raných prací na projektu Suncatcher. Tým popisuje radiační testování svých TPU (Tensor Processing Unit) a modelování toho, jak těsně seskupené satelitní formace by mohly podporovat vysokopásmové mezisatelitní spoje potřebné pro distribuované výpočty. I přesto Kostek zdůrazňuje, že práce zůstává průzkumná.
„Probíhá počáteční testování, aby se zjistila životaschopnost vesmírných datových center,“ řekl. „Přestože přetrvávají značné technické překážky a implementace zbývá ještě několik let, tento přístup by nakonec mohl nabídnout efektivní způsob, jak dosáhnout rozšíření.“
To slovo – expanze – může být skutečným vodítkem. Pro některé výzkumníky má nejpřesvědčivější zdůvodnění pro výpočetní techniku mimo svět jen málo společného se službou uživatelům na Zemi. Christophe Bosquillonspolupředseda pracovní skupiny sdružení Moon Village Association pro přerušující technologii a lunární řízení tvrdí, že vesmírná datová centra mají větší smysl jako infrastruktura pro samotný vesmír.
„Vzhledem k tomu, že lidstvo je na cestě k brzkému vytvoření trvalé přítomnosti na Měsíci, je zaručena páteř infrastruktury pro budoucí lunární průmysl řízený daty a cis-lunární ekonomiku,“ řekl Live Science.
Z tohoto pohledu vesmírná datová centra nenahrazují pozemskou infrastrukturu ani tak jako nástroje pro umožnění vesmírných aktivit, které zpracovávají vše od dat lunárních senzorů po autonomní systémy a navigaci.
„Cenově dostupná energie je klíčovou otázkou pro všechny činnosti a vedle solární energie a soustav palivových článků a baterií bude zahrnovat jadernou součást,“ řekl Bosquillon a dodal, že tyto výzvy sahají daleko za inženýrství až po správu, právo a mezinárodní koordinaci.
Zásadní je, že vesmírné výpočty by mohly ze Země zcela odlehčit pracovní zátěž, která není citlivá na latenci. „Vyřešení energetického problému ve vesmíru a odstranění tohoto břemene ze Země za účelem zpracování dat necitlivých na latenci se Zemí… má své opodstatnění,“ řekl Bosquillon a rozšířil se dokonce o myšlenku vesmíru a Měsíce jako bezpečného trezoru pro „civilizační“ data.
Z tohoto pohledu vypadá návrh Google méně jako řešení dnešního nedostatku datových center a spíše jako sonda do dlouhodobé fyziky výpočtů. Jak se umělá inteligence blíží spotřebě energie v planetárním měřítku, otázkou nemusí být, zda má Země dostatečnou kapacitu, ale zda si výzkumníci mohou dovolit ignorovat prostředí, kde je energie dostatek, ale všechno ostatní je těžké.
Vesmírná umělá inteligence zatím zůstává přísně experimentální. Zda někdy unikne zemské gravitaci, může záviset méně na solárních panelech a laserech, než na tom, jak zoufalá se energetická rasa stane.
