Vesmírná datová centra by mohla pohánět umělou inteligenci pomocí solární energie – za určitou cenu
Datová centra ve vesmíru nejsou tak divoká, jak zní
Vesmírné výpočty nabízejí snadný přístup k solární energii, ale představují své vlastní environmentální výzvy
Maketa solárně poháněného datového centra, které startup Starcloud plánuje poslat na oběžnou dráhu.
Abychom to slyšeli v Silicon Valley, umělá inteligence přerůstá planetu, která ji zrodila. Datová centra budou účtovat téměř polovina růstu poptávky po elektřině v USA do roku 2030 a jejich globální energetické požadavky by mohly zdvojnásobit do konce tohoto desetiletí jak společnosti trénují větší modely umělé inteligence. Místní úředníci se začali bránit schvalování nových serverových farem, které polykají půdu, namáhat elektrické sítě a doušek chladící vody. Někteří tech manažeři nyní mluví o umístění serverů do vesmíru jako způsob, jak uniknout těm povoleným bojům.
Orbitální datová centra by mohla běžet dál prakticky neomezená sluneční energie bez přerušení zataženou oblohou nebo noční tmou. Pokud je stále těžší budovat na Zemi větší serverové farmy, možná je řešením vynést některé z nejnáročnějších počítačů do vesmíru. Ale taková orbitální datová centra se nestanou nákladově efektivními náklady na start raket výrazně klesají—a nezávislí odborníci varují, že by mohli skončit s ještě většími dopady na životní prostředí a klima než jejich pozemské protějšky.
Začátkem listopadu Google oznámil projekt Suncatcher, jehož cílem je vypustit solárně napájené satelitní konstelace nesoucí jeho speciální čipy AI, s demonstrační misí plánovanou na rok 2027. Zhruba ve stejnou dobu start-up Starcloud oslavil vypuštění 60kilogramového satelitu s GPU NVIDIA H100 jako předehru k orbitálnímu datovému centru s výkonem 5 gigawattů, které by mělo vyžadovat 203 wattů.
O podpoře vědecké žurnalistiky
Pokud se vám tento článek líbí, zvažte podporu naší oceňované žurnalistiky předplatné. Zakoupením předplatného pomáháte zajistit budoucnost působivých příběhů o objevech a nápadech, které formují náš dnešní svět.
Tyto dvě snahy jsou součástí širší vlny konceptů, které posouvají některé výpočetní techniky mimo planetu. Čína začala vypouštět kosmickou loď pro konstelaci „vesmírného datového centra“ Xingshidai a Evropská unie studuje podobné nápady v rámci projekt známý jako ASCEND.
Maketa orbitálních datových center Starcloud, včetně obrovského pole solárních panelů.
„Orbitálním datovým centrům by prospěla nepřetržitá solární energie generovaná soustavami fotovoltaických článků,“ říká Benjamin Lee, počítačový architekt a inženýr z University of Pennsylvania. „To by mohlo vyřešit dlouhodobé problémy týkající se napájení výpočtů datových center uhlíkově účinným způsobem.“ Většina návrhů počítá s orbitálními datovými centry, která by byla na orbitě synchronní se sluncem od úsvitu do soumraku zarovnané s hranicí mezi dnem a nocí na Zemi, takže jejich solární panely by dostávaly téměř konstantní sluneční světlo a získaly výhodu účinnosti mimo zemskou atmosféru.
Ale stejná fyzika, která činí orbitální datová centra přitažlivými, také vyvolává nové inženýrské bolesti hlavy, říká Lee. Jejich výpočetní hardware musí být chráněn před vysokou radiací, a to buď stíněním, nebo softwarem pro opravu chyb. Aby se orbitální platformy ochladily, potřebují velké radiátory, které dokážou vypouštět teplo do vesmírného vakua a přidávají značnou hmotu, kterou je třeba vypouštět na rakety.
Všechny tyto plány se nakonec střetávají s jedním tvrdohlavým omezením: dostat hardware do vesmíru. Samotné náklady na start rakety představují významnou výzvu pro budování velkých orbitálních datových center, nemluvě o nutnosti výměny palubních čipů každých pět až šest let. „Náklady na start u znovupoužitelných raket klesají, ale stále bychom potřebovali velký počet startů, abychom vybudovali orbitální datová centra, která budou konkurenceschopná těm na Zemi,“ říká Lee. Tým společnosti Google Suncatcher odhaduje, že náklady na start by musely klesnout do roku 2035 pod 200 $ za kilogram aby jejich vize dávala smysl.
I když se orbitální datová centra stanou ekonomicky proveditelnými, mohou světu způsobit dodatečné náklady na udržitelnost. Starcloud odhaduje, že solární vesmírné datové centrum by mohlo dosáhnout 10krát nižších emisí uhlíku ve srovnání s pozemním datovým centrem poháněným generátory zemního plynu. Ale vědci ze Sárské univerzity v Německu, kteří publikovali článek s názvem „Špinavé kousky na nízké oběžné dráze Země„vypočítali, že orbitální datové centrum poháněné solární energií může stále vytvářet řádově větší emise než datové centrum na Zemi, vezmeme-li v úvahu emise ze startů raket a opětovného vstupu součástí kosmických lodí atmosférou. Většina těchto emisí navíc pochází ze spalování raketových stupňů a hardwaru při návratu,“ říká Andreas Schmidt, počítačový vědec ze Saarlandské univerzity a spoluautor zpracování papíru o ochraně Země. vrstva.
Astronomové mají své vlastní starosti. Johnston říká, že ideální sluneční synchronní oběžná dráha by zviditelnila orbitální datová centra na noční obloze pouze za úsvitu nebo za soumraku. Samantha Lawlerová, astronomka z University of Regina v Saskatchewanu, však poznamenává, že někteří pozorovatelé se při hledání blízkozemních asteroidů spoléhají na soumrak, a má obavy z jakéhokoli orbitálního datového centra s mnohakilometrovým polem solárních panelů. Obává se také, že takové projekty by mohly zhoršit rostoucí problém vesmírného smetí, protože je vypuštěno více hardwaru a více úlomků a úlomků padá zpět atmosférou. „Už je tu tolik znečištění z návratů a kousků dopadajících na zem,“ říká.
Orbitální datová centra jsou prozatím většinou nápad, hrstka malých prototypů a hromada ambiciózních slide decků. Základní fyzika téměř konstantního slunečního světla na oběžné dráze je skutečná a náklady na start se pohybují potřebným směrem. Otázky životního prostředí, astronomie a regulace jsou však naléhavé. Svět se bude muset rozhodnout, zda je vyslání hardwaru do vesmíru chytrým způsobem, jak pohánět umělou inteligenci – nebo jen způsob, jak odstranit její vedlejší efekty z dohledu.
Je čas postavit se za vědu
Pokud se vám tento článek líbil, rád bych vás požádal o podporu. Scientific American sloužil jako obhájce vědy a průmyslu již 180 let a právě teď může nastat nejkritičtější okamžik v této dvousetleté historii.
Byl jsem a Scientific American předplatitele od mých 12 let a pomohlo mi to utvářet můj pohled na svět. SciAm vždy mě vzdělává a těší a vzbuzuje úctu k našemu obrovskému, krásnému vesmíru. Doufám, že to udělá i vám.
Pokud vy přihlásit se k odběru Scientific Americanpomáháte zajistit, aby se naše pokrytí soustředilo na smysluplný výzkum a objevy; že máme zdroje na podávání zpráv o rozhodnutích, která ohrožují laboratoře v USA; a že podporujeme začínající i pracující vědce v době, kdy hodnota samotné vědy zůstává příliš často nepoznaná.
Na oplátku získáte zásadní zprávy, strhující podcastyskvělá infografika, nepřehlédnutelné newsletteryvidea, která musíte vidět, náročné hrya nejlepší vědecké psaní a zpravodajství. Můžete dokonce darovat někomu předplatné.
Nikdy nebyl důležitější čas, abychom vstali a ukázali, proč na vědě záleží. Doufám, že nás v této misi podpoříte.
