구글이 '프로젝트 선캐처'(Project Suncatcher)를 위해 쏘아 올린 첫 시제품 위성이 궤도에 안착해 지상국과 교신을 확립했으며 예상대로 작동 중이라고 밝혔다. 자체 개발한 AI 칩 TPU를 실제로 우주에서 전원을 넣고 모델을 구동한 것은 이번이 처음이다.
이 위성은 10월 1일 캘리포니아주 밴던버그 우주군 기지에서 스페이스X 팰컨9 로켓의 합승 임무인 '트랜스포터-18'에 실려 발사됐다. 제작은 위성 업체 플래닛(Planet)이 맡았고 사내 코드명은 '최소 기능 제품'(MVP)이다. 평균 궤도 고도는 약 650km다.
위성에 실린 것은
위성에는 트릴리움(Trillium) TPU 4개가 탑재됐다. 구글의 6세대 TPU(v6e)를 우주 비행에 맞게 개조한 것으로, 전용으로 설계된 내방사선 칩은 아니다. 태양전지판 출력은 약 1킬로와트이며, 칩은 짧은 제미니 추론 요청을 처리한다.
우주에는 공기가 없어 팬을 이용한 냉각이 불가능하다. 열은 히트파이프를 통해 적외선 방열판으로 전달된 뒤 복사로만 방출할 수 있다. 이 때문에 칩은 약 15분 가동할 때마다 멈추고 온도가 내려가길 기다려야 한다. 더 레지스터(The Register)가 입수한 구글 설계 자료에 따르면 TPU 1개당 약 1.3제곱미터의 방열 면적이 필요한데, 이는 구글 스스로도 아직 풀지 못했다고 인정한 공학적 난제다.
이번 위성이 답해야 할 질문은 세 가지다. 발사 때의 진동과 가속도를 칩이 견딜 수 있는지, 궤도상의 방사선이 칩을 손상시키는지, 저궤도 특유의 극심한 온도 변화 속에서도 안정적으로 작동하는지다. 이 세 조건을 동시에 재현할 수 있는 지상 실험실은 없다.
지상 시험에서 이미 확인한 것
발사 전 구글은 UC데이비스 크로커 핵연구소에서 트릴리움 TPU에 양성자빔을 쏘는 시험을 진행했다. 조사선량은 차폐가 있는 5년짜리 우주 임무에 해당하는 수준이었다. 결과적으로 총 이온화선량으로 인한 치명적 고장은 발생하지 않았고, 메모리 이상은 5년 임무 추정 선량의 약 3배 지점에서 나타나기 시작했다.
이 밖에 발사를 모사한 진동시험과 궤도 환경을 재현한 열진공시험도 거쳤으며, 이번에 확보한 궤도상 데이터는 이들 지상 시험 결과와 대조될 예정이다. 구글의 로드맵에 따르면 2027년에는 위성 간 고대역 레이저 통신 링크 시험도 진행한다. 수십, 수백 기의 위성을 하나의 연산 클러스터로 묶는 데 필요한 기술이다.
발사 비용이라는 높은 벽
구글은 지난해 11월 이 계획을 발표하면서 한 가지 전제를 제시했다. 발사 비용이 킬로그램당 약 200달러 밑으로 떨어져야 우주 데이터센터의 연산당 에너지 비용이 지상 데이터센터와 맞먹을 수 있다는 것으로, 시점은 2030년대 중반 정도로 내다봤다.
더 레지스터에 따르면 현재 발사 비용은 킬로그램당 약 7000달러로, 단순 계산으로도 약 35배 차이가 난다. 방열판만 놓고 봐도 TPU 1개당 1.3제곱미터가 필요한데, 구글 구상대로 위성 한 기에 수십 개의 TPU를 실으면 방열 구조만으로도 수십 제곱미터에 달하게 된다. 여기에 태양전지판과 레이저 통신 단말까지 더해지면 위성 한 기의 질량을 줄이기가 쉽지 않다. 발사 비용이 이 수준까지 떨어질지는 스타십 같은 완전 재사용 로켓의 개발 속도에 달려 있으며, 이는 구글이 직접 통제할 수 없는 변수다.
경쟁자들도 속도를 내고 있다. 스타클라우드(Starcloud)는 지난해 엔비디아 H100을 궤도에 올렸고, 스페이스X는 2027년 말까지 궤도상 연산 테스트 시스템을 배치하겠다는 목표를 밝힌 바 있다. 반면 구글의 접근은 더 신중하다. 우선 칩 4개짜리 소형 위성 한 기로 몇 주간 데이터를 모은 뒤 다음 단계를 결정한다는 방침이다.
참고 출처: 더 레지스터, CocoLoop, DIGITIMES, Forkast, 구글 리서치의 프로젝트 선캐처 논문. 방사선 시험 결과와 킬로그램당 200달러 비용 기준은 해당 논문에서, 방열 면적과 현재 발사 비용은 더 레지스터 기사에서 확인했다.