Google證實,旗下「捕日者計畫」(Project Suncatcher)發射的第一顆原型衛星已經成功入軌,地面站也與衛星建立聯繫,衛星目前運作狀況符合預期。這是Google第一次把自家AI晶片TPU送上太空、實際通電跑模型。
這顆衛星於10月1日搭乘SpaceX獵鷹9號火箭的Transporter-18共乘任務,從加州范登堡太空軍基地發射升空,由衛星公司Planet打造,內部代號為MVP(最小可行產品),平均軌道高度約650公里。
衛星上到底裝了什麼
衛星上搭載4顆Trillium TPU,也就是Google第六代TPU(v6e),經過改裝以適應太空環境,但並非專為太空打造的抗輻射晶片。太陽能板供電約1千瓦,晶片負責執行短時間的Gemini推論請求。
太空中沒有空氣,風扇散熱派不上用場,熱量只能靠熱管導向紅外線散熱板,再以輻射方式排出。因此晶片每次大約只能運作15分鐘就得停機,等溫度降下來才能再度啟動。根據The Register取得的Google設計資料,單顆TPU大約需要1.3平方公尺的散熱面積,這也是Google自己坦承尚未解決的工程難題之一。
這顆衛星要驗證三件事:晶片能否承受發射時的震動與加速度、軌道上的輻射會不會造成損壞,以及在低軌道劇烈的溫度變化下能否穩定運作。這三個條件沒有任何地面實驗室能同時模擬出來。
地面測試已經做過什麼
發射前,Google在加州大學戴維斯分校的克羅克核子實驗室,用質子束對Trillium TPU進行輻射測試,劑量相當於一次有屏蔽防護、為期五年的太空任務。結果顯示沒有因總游離劑量而出現致命故障;記憶體開始出現異常的劑量,大約是五年任務預估劑量的三倍。
此外還進行了模擬發射的振動台測試,以及模擬太空環境的熱真空艙測試,這次在軌數據會拿來與地面測試結果比對。根據Google的規劃,2027年還會測試衛星之間的高頻寬雷射通訊鏈路,未來要把數十顆、甚至上百顆衛星串連成一個太空運算叢集,就得靠這種鏈路。
發射成本仍是一道高牆
Google去年11月公布這項計畫時就設下前提:發射成本必須降到每公斤約200美元以下,太空資料中心的單位能耗成本才可能追上地面資料中心,時間點大約落在2030年代中期。
The Register引用的現行發射價格約為每公斤7000美元,粗估兩者相差約35倍。光看散熱板就能看出問題所在:每顆TPU需要1.3平方公尺散熱面積,若一顆衛星照Google設想裝上數十顆TPU,光散熱結構就得數十平方公尺,再加上太陽能板與雷射通訊終端,衛星本身的重量很難壓低。發射價格能否降到這個區間,主要取決於像星艦這類完全可重複使用火箭的進展,而這不是Google能夠掌控的。
競爭對手也沒閒著。Starcloud去年已經把一張NVIDIA H100送上軌道,SpaceX則表示要在2027年底前部署首批軌道運算測試系統。相較之下,Google的做法更為保守:先用一顆僅搭載4顆晶片的小型衛星蒐集數週數據,再決定下一步怎麼走。
參考來源:The Register、CocoLoop、DIGITIMES、Forkast、Google Research捕日者計畫論文;論文核實了輻射測試結果與每公斤200美元的成本門檻,The Register則核實了散熱面積與目前的發射價格。