Космические центры вычислений

Нейросети развиваются настолько быстро, что всё чаще возникает вопрос: а хватит ли электричества и места на планете? Энергетическая инфраструктура не поспевает за развитием ИИ, вопрос использования водных ресурсов становится всё острее.

В связи с этим отрасль размышляет о перспективах переноса дата-центров на орбиту Земли. Плюсы в этой идее, несомненно, есть, но дело это будет крайне энерго-, время- и ресурсозатратное. Предлагаем вам оценить, какие технологические задачи предстоит решить для отправки ЦОД на орбиту.

▶️Солнечная энергия в космосе в избытке, а её добыча почти в два раза эффективнее, чем на Земле, даже несмотря на относительно низкий КПД, при масштабировании это может оказаться дешевле, чем поиск альтернативных источников энергии. Размеры панелей для одного ЦОД могут достигать тысяч квадратных метров, но это вполне решаемая инженерная задача.

▶️Охлаждение также может стать большой проблемой, ведь без отвода тепла ЦОД просто расплавится. Нужно искать способ охлаждать комплекс безвоздушно, а это совершенно новые инженерные кейсы, аналогов которым на Земле практически нет, разве что экспериментальные спутники от Thales Alenia Space для их спутниковой платформы Spacebus Neo в 2021 году. Температура пространства в космосе стремится к абсолютному нулю, и поэтому TAS решили перекачивать хладагент механическим насосом от горячих систем на внешние радиаторы спутника, которые уже в виде инфракрасного излучения рассеивают тепло.

▶️Передача данных тоже крайне важный вопрос. Для ИИ требуется мгновенный доступ к массивам данных. Экспертами предлагается две орбиты: геостационарная (ГСО, 36 000 км) и околоземная (НОО, 650 км). Полёт дата-центра по ГСО позволит установить беспрерывную связь, но с задержкой и высоким риском столкновения с другими спутниками. На НОО же пинг достаточно низкий, и пространства чуть больше, но спутник будет доступен лишь несколько часов в сутки. Также нужно позаботиться об электромагнитных событиях в космосе, которые могут сильно портить связь.

▶️Немаловажным аспектом, который нужно проработать – радиация. Её воздействие портит данные, нарушает структуру электроники и сбивает биты в чипах. Но эта проблема решаемая, поскольку уже сейчас есть антирадиационные чипы с дублированием данных и компенсацией ошибок. К тому же, не так давно Nvidia объявила о работе над оборудованием специально для орбитальных ЦОД. Осталось дождаться, когда техно-гиганты начнут разработку устойчивых к радиации накопителей, т. к. они также страдают от радиации.

▶️Доставка на орбиту – одна из самых главных проблем в этом вопросе. В ближайшее время маловероятно, что дата-центр получится уместить в ракету. Тут возникает два варианта: первый – это строительство ЦОД на орбите с помощью робототехники, второй – отправка на орбиту модульных дата-центров, что сильно увеличит сроки наращивания вычислительных мощностей.

▶️Наконец, стоит упомянуть о безопасности – как данных, так и техники. На орбите очень много объектов, и невозможно обезопасить даже один ЦОД от столкновения на сто процентов. Даже при управлении полётом с помощью ИИ возможны неточности, и одной ошибки достаточно чтобы лишиться сотен петабайт памяти. К тому же нельзя забывать про эффект Кесслера: два столкнувшихся на орбите объекта создают множество осколков, которые также становятся угрозой для всех остальных объектов на орбите.

Размещение ЦОД на орбите – идея достаточно заманчивая, хоть и имеет множество инженерных проблем. Но судя по тому, что уже три компании – Axiom Space, Pixxel и Sarvam – объявили о начале работы в этом направлении, в скором будущем эти задачи будут решены, и мы сможем увидеть пионеров аэрокосмической дата-отрасли.

Серверная