当人工智能的算力需求像野火一样蔓延,地面数据中心却越来越“喘不过气”——耗电量惊人、用水量庞大、噪音扰民,甚至在不少地方引发居民抗议。
面对这场愈演愈烈的基础设施困局,科技巨头们开始抬头望向天空:既然地球装不下,那能不能把AI算力送上太空?谷歌最近公开的“捕日者计划”(Project Suncatcher),正是对这个问题的一次认真回应。
这个听起来像是科幻小说的项目,其实有着相当务实的逻辑。谷歌打算把搭载自研TPU(张量处理单元)的卫星送入近地轨道,组成一个由太阳能驱动的分布式计算网络。

这些卫星将运行在一种特殊的“晨昏太阳同步轨道”上,几乎能全天候沐浴阳光——名字里的“捕日”,正是源于这一设计。而在太空中,太阳能板的发电效率最高可达地面的八倍,还不受天气或昼夜影响。对于动辄需要千兆瓦电力的AI训练任务来说,这无疑是一块近乎理想的“算力绿洲”。
当然,理想很丰满,现实却布满技术荆棘。首先,如何让高速飞行的卫星之间保持超高速通信?地面上的数据中心靠光纤连接,轻松实现每秒数十太比特的数据交换;但在太空中,只能依赖自由空间光通信。
谷歌透露,目前在地面测试中已实现1.6 Tbps的双向传输速率,并相信未来还能大幅提升。但物理定律设下另一道门槛:信号强度随距离平方衰减,这意味着卫星之间的距离必须压缩到一公里以内,甚至只有几百米。
虽然这比现有任何卫星星座都更紧密,但谷歌的模拟显示,只需“适度”的轨道调整,就能维持这种编队飞行。
更大的挑战在于硬件本身。传统航天设备必须经过特殊加固,以抵御辐射和极端温度,代价是成本高、性能落后。而谷歌选择了一条更激进的路径:直接使用地面商用TPU。
乍看之下风险不小,但并非毫无依据——NASA的“机智号”火星直升机就曾用消费级骁龙芯片成功完成任务。为了验证可行性,谷歌正用67MeV质子束轰击其最新的v6e Cloud TPU(代号Trillium),模拟五年轨道运行所累积的750拉德辐射剂量。
结果令人意外:尽管内存最易受损,但TPU在承受近2千拉德辐射后才出现数据错误,远超预期阈值。
按计划,谷歌将在2027年初发射两颗搭载TPU的原型卫星。虽然初期发射成本极高,但公司真正押注的是2030年代中期——届时火箭发射价格有望降至每公斤200美元。到那时,天基数据中心或许真能与地面设施在经济性上一较高下。
回望15年前,谷歌的自动驾驶“登月计划”也曾被视为天方夜谭,如今Waymo已在多个城市提供无人驾驶服务。历史或许正在重演。
当然,把数据中心搬上天并非皆大欢喜。正如有人半开玩笑地说:“除非你是天文学家。”日益拥挤的低轨空间和潜在的光学干扰,可能成为新的争议焦点。但在能源与算力双双逼近极限的当下,仰望星空,或许不再只是浪漫,而是一种迫不得已的理性选择。



