谷歌的轨道计算卫星原型机今天搭乘SpaceX从加利福尼亚发射的火箭升空，这是该科技巨头首次将其先进芯片送入太空。
这颗由Planet Labs制造的卫星将验证谷歌的张量处理单元（TPU，该公司与英伟达GPU竞争的产品）能否在太空环境中正常运行。这意味着要持续供应一千瓦的电力，为芯片散热，并运行一系列模型测试，以观察是否出现任何问题。
“我们已经在地面进行了测试，但你知道，没有任何测试能完全比得上真实环境，”负责“Suncatcher计划”的谷歌高管特拉维斯·比尔斯说道。该计划是谷歌在地球轨道上开发大规模计算集群的方案。
卫星投入使用后，将以15分钟为一个周期启动TPU，以避免给卫星的电力和热管理系统带来过大压力。这颗卫星基于Planet Labs的标准平台打造，但两家公司正在合作开发一个预计明年发射的演示项目，届时将有两颗专为先进计算打造、能够运行更大规模工作负载的卫星。这些未来版本的卫星将尝试通过激光通信链路进行协作。
Suncatcher并非这枚SpaceX火箭上唯一的太空AI载荷，此次发射搭载了100多个不同的载荷，包括来自Satlyt和Cowboy Space Company的任务。
与这些初创公司（乃至SpaceX本身）不同的是，谷歌的这一计划是一个长期项目。
正如比尔斯所说，这个“长期登月计划”的重点在于为未来将会出现的太空基础设施和AI工作负载打基础。该公司设想中的轨道数据中心是由81颗卫星组成的网络，这些卫星以紧密编队飞行，并行处理数据。
“当你试图运行跨多机架的工作负载时，TPU之间的带宽和延迟确实非常重要……我们试图展望的不仅仅是当前存在的工作负载，而是五年后它们会是什么样子，”比尔斯说。这很大程度上是因为，能够以具有成本效益的方式扩展轨道数据中心规模所需的火箭目前还不存在。
周四，谷歌还发布了其轨道数据中心白皮书的同行评审版本，这是目前关于计算如何进入轨道最为严谨的分析之一。该论文将发表在《焦耳》（Joule）期刊上。
该论文最值得关注的一点，是谷歌对太空准入问题的思考方式。尽管研究人员强调他们的分析并非经济可行性研究，但它为该公司如何看待火箭成本随时间下降提供了一幅有趣的图景。
和所有数据中心公司一样，谷歌也在依靠SpaceX将其航天器送入太空（谷歌同时也是SpaceX的主要投资者）。
论文作者认为，自“猎鹰1号”火箭首次发射以来，埃隆·马斯克的火箭制造商已经实现了每年约20%的降价“学习曲线”，因此可以合理预期该公司到2035年能够将发射价格降至每公斤200美元左右。
要实现这一目标需要什么条件？基于“猎鹰9号”发射的载荷量，他们认为要达到类似的成本下降轨迹，“星舰”需要向轨道发射37万吨的载荷。这意味着未来10年内需要完成约1800次发射，即每年180次——而且前提是每次任务都能运送200公吨的载荷。
对于一款从未在一年内飞行超过五次的运载工具来说，这是一个很高的要求。SpaceX预测该公司的飞行次数将远超这一数字——例如，埃隆·马斯克曾表示“星舰”可能在2029年实现每小时一次的飞行频率，但马斯克说的话很多。
至少，从谷歌更新的研究中可以看到一个好消息：其芯片似乎有很大可能经受住太空辐射的考验。该公司不得不重新进行粒子加速器轰击芯片的测试，因为他们发现芯片的排列方式提供了比实际太空环境中更多的屏蔽效果。这导致芯片逻辑电路中出现的错误略有增加，但该公司仍然相信，其芯片能够在卫星五年的使用寿命内，在轨道上承担大规模推理工作负载。
“如果考虑典型的推理运算，错误率是非常低的，大约百万分之一，”比尔斯说。“但另一方面，如果是要进行某种超大规模的训练任务，需要数千个芯片连续运行数月，这个错误率就已经成问题了。”
更正：本文标题最初将“星舰”发射的学习曲线估计误写为1600次，正确数字应为1800次。
Q&A
Q1：谷歌的Project Suncatcher计划是什么？
A：这是谷歌开发的轨道计算集群计划，旨在将搭载TPU芯片的卫星送入太空，构建由多颗卫星组成的轨道数据中心网络，实现并行计算处理。
Q2：为什么谷歌认为星舰需要发射1800次？
A：谷歌研究认为，要实现每公斤200美元左右的发射成本，按照猎鹰9号的成本下降规律，星舰需要在未来10年内运送37万吨载荷，这相当于约1800次发射，即每年180次。
Q3：谷歌的TPU芯片能否承受太空辐射？
A：测试显示，TPU芯片在太空辐射环境下的错误率非常低，约百万分之一，足以支持典型推理任务。但对于需要数千芯片连续运行数月的大规模训练任务，这一错误率仍存在挑战。
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