Čtyři procesory, které byly navrženy pro provoz v klimatizovaných místnostech s nepřetržitým napájením, se brzy budou muset vypořádat s vakuem, kosmickým zářením a vibracemi při skutečném startu.
Společnost Google potvrdila, že 1. října vypustí na oběžnou dráhu svou první družici určenou pro výpočty umělé inteligence, pojmenovanou MVP, v rámci iniciativy známé jako Project Suncatcher. Zařízení, které je velikostí srovnatelné s ledničkou, poletí na palubě rakety Falcon 9 společnosti SpaceX z kalifornské základny Vandenberg v rámci sdíleného letu Transporter 18.
Závod o servery na oběžné dráze: Google předstihuje Muska a Bezose
Gigant z Mountain View není v tomto úsilí osamocen. Elon Musk oznámil, že SpaceX plánuje nasadit orbitální datová centra s využitím laserových spojů konstelace Starlink, zatímco Jeff Bezos zmínil vesmírná zařízení s kapacitou několika gigawattů v blízké budoucnosti. Žádný z nich však zatím nepředstavil konkrétní časový plán ani finální návrh. Google je prozatím jedinou společností, jejíž skutečné zařízení je na cestě k odpalovací rampě.
Satelit, který není zcela jeho
Je třeba upřesnit, že tento MVP nebyl vyvinut společností Google zcela od základu. Jedná se o satelit, který již měla k dispozici společnost Planet Labs, specializující se na snímky z oběžné dráhy a partnerem projektu Suncatcher. Společnost se rozhodla tuto platformu využít k urychlení experimentu, místo aby čekala na dva satelity vyrobené na míru, jejichž vypuštění je naplánováno na rok 2027. Jak uvádí Ars Technica, solární panely MVP poskytují pouhý jeden kilowatt, což je hodnota srovnatelná se spotřebou mikrovlnné trouby nebo domácího fénu.
Na palubě se nacházejí čtyři čipy TPU, tedy tenzorové procesorové jednotky, které Google navrhuje speciálně pro trénování a spouštění modelů umělé inteligence. Patří do rodiny Trillium, která pohání modely Gemini v pozemních datových centrech tohoto technologického giganta. Dosud tyto procesory nikdy neopustily bezpečí klimatizované budovy se stabilním napájením.
Proč přesouvat datová centra do vesmíru?
Hlavním důvodem je zmírnit obrovský tlak, který pozemní datová centra vyvíjejí na elektřinu, vodu a půdu. Odborníci z oboru poukazují na to, že solární panel umístěný na správné oběžné dráze může vyprodukovat až osmkrát více energie než na zemském povrchu, což z vesmíru činí lákavé prostředí pro výpočetně náročné úlohy. Kompletní vize projektu Suncatcher, která počítá s desítkami satelitů propojených laserovou komunikací, však zůstává dlouhodobým cílem.
Pouhých 15 minut najednou: problém s teplem bez atmosféry
Nejviditelnější výzvou při přesunu pozemských procesorů do vesmíru je chlazení. Na Zemi okolní vzduch pohlcuje teplo z počítače a přirozeně ho odvádí. Ve vesmírném vakuu tato možnost prostě neexistuje. Jediným způsobem, jak teplo odvádět, je jeho vedení prostřednictvím vnitřních hliníkových a měděných trubek k vnějším deskám, které jej vyzařují do vesmíru ve formě infračerveného záření. Společnost Google již tento systém otestovala ve vakuových komorách na Zemi, ale let prototypu (MVP) bude prvním testem v reálných podmínkách.
Právě toto tepelné omezení představuje nejvýraznější omezení celé mise. Travis Beals, vedoucí projektu, vysvětlil, že čipy budou moci pracovat pouze v intervalech přibližně 15 minut a poté se budou muset zastavit, aby systém mohl rozptýlit nahromaděné teplo. Ve srovnání s pozemním datovým centrem, které je navrženo pro nepřetržitý provoz, se jedná o velmi omezený režim. Přesné zmapování tohoto úzkého hrdla je právě jedním z hlavních cílů prvního letu.
Vibrace, zrychlení a záření: další zkoušky ohněm
Ještě než se vůbec začne uvažovat o chlazení, musí hardware přežít samotný start. Během startu jsou součásti vystaveny intenzivním vibracím a zrychlení až desetinásobku zemské gravitace, přičemž u některých dílů dosahují špičky více než padesátinásobku či stonásobku této síly. Společnost Google tyto podmínky simulovala v pozemních zařízeních, než dala misi zelenou.
K tomu se přidává neustálá hrozba kosmického záření, částic s vysokou energií, které jsou schopné narušit fungování jakéhokoli konvenčního čipu. Inženýři společnosti tvrdí, že své TPU vystavili protonovému paprsku na Kalifornské univerzitě v Davisu, kde procesory odolaly dávce záření vyšší, než jakou by nashromáždily během pětileté mise.
Co bude dál: rok sběru dat a dva nové satelity v roce 2027
Pokud vše půjde podle plánu, MVP zůstane v provozu přibližně jeden rok, i když by se na oběžné dráze mohl udržet až šest let, než se jeho trajektorie zhorší. Toto období poskytne společnosti Google příležitost sledovat, jak čipy reagují v měnících se podmínkách. Dalším krokem, naplánovaným na rok 2027, bude vypuštění dvou satelitů schopných vzájemné komunikace pomocí laserových spojů, což by představovalo první skutečný test propojené sítě, kterou si společnost představuje ve velkém měřítku.
Vedoucí projektu trvají na tom, že tuto první misi prezentují jako výukové cvičení, jehož cílem je spíše odhalit chyby než předvést úspěchy. Konečné výsledky budou k dispozici až poté, co satelit stráví na oběžné dráze dostatečně dlouhou dobu. Pokud bude MVP fungovat podle očekávání, bude mít Google k dispozici reálná data pro návrh nové generace kosmického hardwaru. A pokud něco selže, bude alespoň přesně vědět, co je třeba opravit, než to zkusí znovu.