Elon Musk dự báo điện toán trong không gian sẽ chiếm gần như toàn bộ năng lực điện toán. Theo Musk, lượng điện toán trong không gian “rõ ràng sẽ làm tròn lên 100% tổng lượng điện toán”. Google đang kiểm tra viễn cảnh đó ở quy mô nhỏ hơn. Vệ tinh nguyên mẫu của hãng mang bốn bộ xử lý tensor.
Phát hiện chính
Dự án Suncatcher chưa phải là một trung tâm dữ liệu AI hoàn chỉnh trên quỹ đạo. Chuyến bay đầu tiên sẽ kiểm tra khả năng chịu rung động, bức xạ và nhiệt độ khắc nghiệt của bốn TPU. Kết quả cũng giúp Google xác định những điểm hỏng trước các nhiệm vụ lớn hơn.
- Vệ tinh nguyên mẫu có kích thước tương đương một chiếc tủ lạnh và mang bốn TPU.
- Mỗi đợt xử lý kéo dài 15 phút trước khi phần cứng phải tắt để hạ nhiệt.
- Linh kiện có thể chịu tải trọng từ 50 đến 100 g trong quá trình phóng.
- Theo The New Stack, Google dự kiến thử liên lạc laser giữa hai vệ tinh vào năm 2027.
Nội dung: SpaceX và Google chọn hai cách tiếp cận khác nhau
SpaceX và Nvidia muốn sớm đưa hệ thống AI lên quỹ đạo. Google lại coi Suncatcher là một chương trình nghiên cứu dài hạn. Khác biệt chính nằm ở mục tiêu trước mắt. Một bên triển khai hạ tầng điện toán, còn bên kia kiểm tra khả năng tồn tại và hoạt động của phần cứng trong không gian.
Theo The New Stack trong bài viết gốc về Suncatcher, SpaceX và Nvidia dự định đưa hệ thống trí tuệ nhân tạo Vera Rubin lên quỹ đạo vào cuối năm 2027. Hệ thống này được tối ưu cho không gian. Các vệ tinh Starmind AI 1 sẽ được dùng để triển khai trung tâm dữ liệu AI trên quỹ đạo. Tuy nhiên, những vấn đề về làm mát, khả năng chống bức xạ và sửa chữa vẫn chưa được giải quyết đầy đủ.
Google chọn một bước thử nghiệm nhỏ hơn. Dự án Suncatcher sẽ phóng vệ tinh nguyên mẫu mang các bộ xử lý tensor, gọi tắt là TPU, để xác định liệu trung tâm dữ liệu AI ngoài không gian có khả thi hay không.
Dự báo của Elon Musk rộng hơn mục tiêu của chuyến bay này. Suncatcher chưa nhằm chứng minh một trung tâm dữ liệu hoàn chỉnh mà chỉ xác định phần cứng có hoạt động được trong điều kiện quỹ đạo hay không.
Bốn TPU chỉ chạy từng đợt 15 phút
Chuyến bay vào tháng 10 là thử nghiệm quỹ đạo đầu tiên của Dự án Suncatcher. Vệ tinh nguyên mẫu có kích thước tương đương một chiếc tủ lạnh và mang bốn TPU. Các TPU chỉ có thể vận hành theo từng đợt 15 phút trước khi phải tắt để hạ nhiệt.
Google muốn kiểm tra liệu nguồn năng lượng mặt trời trên quỹ đạo có thể hỗ trợ các hệ thống tính toán AI hay không. Phần cứng sẽ đồng thời chịu áp lực khi phóng, bức xạ và biến động nhiệt độ cực đoan. Google cho rằng các điều kiện này không thể được tái tạo đầy đủ trên Trái Đất.
Thử nghiệm liên quan trực tiếp đến bài toán xây dựng hạ tầng AI và cách vận hành các thành phần tính toán. Trên mặt đất, máy chủ có thể được làm mát và thay thế linh kiện. Trên quỹ đạo, việc tản nhiệt và sửa chữa đều khó hơn.
Bức xạ có thể đánh trúng linh kiện như một mũi phi tiêu
Bức xạ năng lượng cao có thể tác động trực tiếp đến chip máy tính trên quỹ đạo. Brandon Lucia là giáo sư kỹ thuật điện và máy tính tại Đại học Carnegie Mellon. Ông ví một hạt năng lượng cao ngẫu nhiên đánh vào chip như việc “ai đó ném một mũi phi tiêu”.
Lucia giải thích rằng không gian có nhiều hạt lạ và bức xạ năng lượng cao mà con người hầu như không tiếp xúc trên Trái Đất. Những hạt này khiến khả năng chống bức xạ trở thành một trong các điều kiện Google phải kiểm tra trước khi mở rộng hệ thống.
Tản nhiệt là trở ngại riêng. Lucia nhận xét rằng bài toán làm mát khó vì các máy tính sẽ ở dưới ánh nắng trong thời gian dài. Google vì thế cần thử TPU trong môi trường thực tế trước khi đầu tư vào một hệ thống điện toán AI quy mô lớn ngoài không gian.
Vụ phóng tạo tải trọng tới 100 g lên linh kiện
Trong quá trình phóng, tàu vũ trụ sẽ chịu rung động mạnh và gia tốc duy trì lên tới 10 lần gia tốc trọng trường của Trái Đất. Theo số liệu Google cung cấp và được The New Stack dẫn lại, từng linh kiện như chip có thể phải chịu tải trọng từ 50 đến 100 g.
Các lực này khiến việc đưa máy tính lên quỹ đạo khác với vận chuyển một tủ máy chủ trên mặt đất. Vệ tinh thử nghiệm phải cho thấy các TPU vẫn nguyên vẹn và có thể vận hành sau giai đoạn phóng, trước khi Google xem xét những bước triển khai lớn hơn.
Google muốn tạo một cụm vệ tinh điện toán
Kế hoạch dài hạn của Suncatcher là kết nối nhiều vệ tinh mang TPU thành một cụm điện toán. Các vệ tinh sẽ trao đổi dữ liệu qua liên kết laser tốc độ cao và có thể phải bay cách nhau chỉ vài trăm mét để phối hợp như một hệ thống tính toán duy nhất.
Google cần các liên kết đạt tốc độ hàng chục terabit mỗi giây. Trong thử nghiệm trên bàn, một cặp thiết bị thu phát quang đạt 800 Gbps theo mỗi hướng, tương đương tổng tốc độ 1,6 Tbps.
Theo The New Stack, Google dự kiến thực hiện một nhiệm vụ gồm hai vệ tinh vào năm 2027. Nhiệm vụ này sẽ thử liên lạc laser băng thông cao. Kết quả sẽ cho biết các vệ tinh có thể trao đổi dữ liệu đủ nhanh để hoạt động như một cụm điện toán hay không.
Hướng nghiên cứu này khác với việc dùng AI để vạch lộ trình liên sao tới Alpha Centauri. Suncatcher tập trung vào hạ tầng xử lý dữ liệu trên quỹ đạo gần Trái Đất, với các câu hỏi về độ bền của chip, nhiệt độ và tốc độ truyền dữ liệu.
Thử nghiệm đầu tiên nhằm tìm điểm hỏng
Chuyến bay đầu tiên của Suncatcher được thiết kế để kiểm tra phần cứng và tìm điểm hỏng, không phải để chứng minh khả năng vận hành thương mại. Google sẽ dùng kết quả về độ bền, bức xạ và nhiệt để điều chỉnh các nhiệm vụ tiếp theo.
Travis Beals, giám đốc cấp cao của nhóm nghiên cứu Mô hình Trí tuệ tại Google, cho biết: “Lần phóng đầu tiên này nhằm xem điều gì hoạt động, xác định các điểm hỏng và áp dụng những phát hiện đó cho các nhiệm vụ trong tương lai.”
Suncatcher chưa chứng minh rằng trung tâm dữ liệu AI trong không gian có thể hoạt động ở quy mô thương mại. Chuyến bay chỉ kiểm tra các điều kiện nền tảng: TPU có sống sót sau khi phóng hay không, có chịu được bức xạ hay không và có thể kiểm soát nhiệt đủ lâu để xử lý tác vụ hay không.
Elon Musk dự báo gần như toàn bộ điện toán sẽ chuyển lên không gian. Google đang bắt đầu bằng một câu hỏi có thể kiểm chứng: bốn TPU trên một vệ tinh cỡ tủ lạnh có hoạt động ổn định ngoài quỹ đạo hay không.
Hãy theo dõi Sine để cập nhật kết quả chuyến bay Suncatcher và các bước tiếp theo của điện toán AI ngoài không gian.
