出品/星动无极
谷歌的工程师通过地面站向一颗在轨卫星发送了一条提示词,要求写一首关于身处太空的俳句。卫星搭载的TPU启动,预先部署的Gemma 4执行推理,当卫星飞经挪威斯瓦尔巴群岛附近时,地面站收到了回传。谷歌CEO桑达尔·皮查伊把这次试验称为Project Suncatcher的「Hello World」时刻,这也是数据中心级TPU首次在轨道上生成并回传完整的AI响应。
试验的载体是谷歌与Planet合作研制的原型卫星,10月1日搭乘SpaceX的Transporter-18拼车任务入轨。此后数周,团队陆续完成各系统调试,启动主机与TPU计算设备,再推进到真正的生成式任务。这颗卫星搭载四颗TPU,最高可提供约1千瓦电力,受供电限制,每次只能启动其中一颗,单次运行约20分钟。
20分钟这个数字,比任何宣传语都更能说明太空算力现在的位置。一颗TPU的功耗在数百瓦量级,四颗同时开机的电力与散热需求,这颗原型星给不出来。所谓太空数据中心,目前跑通的是一颗芯片、二十分钟、一次推理。
谷歌给出的技术路线不是造一座空间站式的机房,而是让大量小型卫星组成紧密编队,每颗搭载太阳能电池板与TPU,用自由空间光通信互联。发表于《Joule》的论文展示了一个81颗卫星的编队示例:运行在平均高度约650公里的近地轨道,集群半径约1公里,相邻卫星间距在100至200米之间变化。
编队飞得这么近,是为了通信。地面数据中心训练大模型时,芯片之间要频繁交换中间结果,带宽不足或时延过高,堆再多芯片也发挥不出算力。谷歌测算,要在太空获得接近地面数据中心的计算能力,星间链路速率需要达到10Tbps。地面实验中,一对光通信收发设备已实现单向800Gbps、双向合计1.6Tbps,距离目标还有一个数量级,且地面静止设备之间的通信与多颗高速运动卫星保持稳定连接,完全不是同一种工程难度。
能源是支持这套构想的唯一理由。谷歌的研究称,在适当的轨道条件下,晨昏太阳同步轨道上的太阳能电池板发电量最高可达地面的约8倍,卫星还能获得接近持续的日照,不必依赖大型电池。电力便宜,散热却更难:真空中没有空气对流,芯片废热只能靠导热结构与冷却工质传到散热器,再以热辐射排出去。散热器面积、质量与结构关系,都要随功率上升重新设计。
辐射是另一道关。谷歌用67MeV质子束测试了第六代Trillium TPU,高带宽内存是较敏感的部分,相关异常直到累积剂量约2krad(Si)才开始出现,接近有屏蔽条件下预期五年任务剂量的三倍;单芯片最高15krad(Si)的测试剂量下,没有观察到可归因于总电离剂量的永久性硬故障。地面粒子束无法完全模拟真实轨道的长期辐射与热循环,这次在轨任务的目的之一就是补上这段数据。单粒子翻转可以通过冗余与纠错缓解,累积剂量造成的性能退化则不可逆,两者要分开评估。
成本账仍然不好看。谷歌的测算假设发射成本降到每公斤200美元,按设备寿命与供电功率摊销,对应每千瓦每年约810美元,作为对照,美国地面数据中心的能源支出约为每千瓦每年570至3000美元。这一假设要求星舰在2035年前后达到每公斤200美元,对应每年约180次发射的规模。项目负责人特拉维斯·比尔斯公开表示,他不认为太空数据中心能在五年内比地面更便宜。
真正有优势的场景,是在轨处理。遥感卫星每天产生海量原始数据,全部下传会挤占带宽与窗口;若能在星上完成图像分析,只回传结果,下行压力立刻下降。这也是为什么第一批上天的算力载荷,多与对地观测卫星绑定。
按当前路线,谷歌计划2027年发射两颗具备高速光通信能力的卫星,验证星间互联与分布式机器学习所需的技术条件。从一颗TPU的20分钟,到81颗卫星的编队,中间隔着电源、热控、光通信、编队控制四道工程门槛。这首俳句证明的是链路通了,不是商业模式通了。
在轨设备的折旧逻辑也与地面不同。地面数据中心可以分批更换GPU,保留供电、制冷与网络设施;卫星的算力、电源、散热高度集成,芯片落后之后,剩下的太阳能板与散热器很难单独发挥价值。太空算力的成本模型只能按整星寿命摊销,无法按芯片迭代周期摊销,账会比地面更早到期。

