Google đang thử nghiệm chip TPU trên quỹ đạo như bước đầu của kế hoạch xây dựng các cụm điện toán trí tuệ nhân tạo ngoài không gian. Tiêu đề của bài viết gốc của TechCrunch nêu mốc 1.600 lần phóng Starship, trong khi phép tính chi tiết trong bài cho kết quả khoảng 1.800 lần phóng trong mười năm.
Google vừa đưa nguyên mẫu vệ tinh điện toán quỹ đạo lên không gian bằng tên lửa SpaceX phóng từ California. Đây là lần đầu tiên hãng đưa một chip xử lý tiên tiến của mình ra ngoài Trái Đất. Sự khác biệt giữa 1.600 lần phóng trong tiêu đề và khoảng 1.800 lần trong phép tính cần được giữ rõ khi đánh giá quy mô vận chuyển mà Google đang hình dung.
Nội dung thử nghiệm TPU trên quỹ đạo
| Mốc | Ngữ cảnh | Ý nghĩa |
|---|---|---|
| 1.600 lần phóng | Con số trong tiêu đề TechCrunch | Mốc khái quát |
| Khoảng 1.800 lần phóng | Phép tính chi tiết trong mười năm | Khoảng 180 chuyến mỗi năm |
Chip TPU lần đầu được thử nghiệm ngoài không gian
Thử nghiệm đầu tiên tập trung vào khả năng cấp điện, làm mát và vận hành TPU trong môi trường không gian. Chip sẽ chạy theo từng đợt 15 phút để hạn chế tải lên hệ thống điện và kiểm soát nhiệt của vệ tinh Planet Labs.
Vệ tinh do Planet Labs chế tạo mang theo một bộ xử lý tensor của Google, dòng chip cạnh tranh với bộ xử lý đồ họa của Nvidia. Theo thông tin về Dự án Suncatcher của Google, nhiệm vụ nhằm kiểm tra khả năng vận hành của chip trong môi trường không gian.
Hệ thống phải cấp liên tục một kilowatt điện, làm mát chip và chạy nhiều mô hình để phát hiện sự cố. Travis Beals, lãnh đạo phụ trách dự án tại Google, nói với TechCrunch rằng nhóm đã hoàn tất thử nghiệm dưới mặt đất, nhưng các phép thử đó không thể thay thế hoàn toàn điều kiện thực tế ngoài không gian.
Sau khi vệ tinh đi vào vận hành, TPU sẽ hoạt động theo từng đợt kéo dài 15 phút. Theo TechCrunch, giới hạn này giúp tránh gây quá tải cho hệ thống điện và kiểm soát nhiệt của nền tảng vệ tinh tiêu chuẩn do Planet Labs sản xuất.
Google và Planet Labs cũng đang phát triển một thử nghiệm dự kiến bay vào năm sau. TechCrunch cho biết nhiệm vụ kế tiếp sẽ sử dụng hai vệ tinh được thiết kế chuyên biệt hơn cho điện toán tiên tiến. Hai vệ tinh sẽ thử phối hợp xử lý qua một liên kết truyền thông bằng laser.
Mục tiêu là mạng lưới 81 vệ tinh
Google hình dung một mạng lưới gồm 81 vệ tinh bay gần nhau và xử lý song song, thay vì một máy tính đơn lẻ trên quỹ đạo. Mô hình này đòi hỏi băng thông cao, độ trễ thấp và khả năng phối hợp khối lượng công việc giữa nhiều TPU.
Tên lửa SpaceX trong nhiệm vụ này mang hơn 100 tải trọng khác nhau, trong đó có các nhiệm vụ của Satlyt và Cowboy Space Company. Theo TechCrunch, kế hoạch dài hạn của Google vượt ra ngoài một thử nghiệm trí tuệ nhân tạo riêng lẻ trên quỹ đạo.
Beals cho biết băng thông và độ trễ giữa các TPU đặc biệt quan trọng khi khối lượng công việc trải trên nhiều giá thiết bị. Nhóm nghiên cứu vì thế không chỉ xem xét nhu cầu hiện tại mà còn tính đến loại tác vụ có thể xuất hiện sau năm năm.
Cách tiếp cận này gần với việc đưa toàn bộ hạ tầng trí tuệ nhân tạo lên quỹ đạo hơn là đặt một máy tính đơn lẻ trong vệ tinh. Trở ngại lớn nằm ở năng lực vận chuyển, vì loại tên lửa đủ sức mở rộng trung tâm dữ liệu ngoài không gian với chi phí hợp lý vẫn chưa tồn tại.
Vì sao Google đặt kỳ vọng vào Starship
Google cho rằng Starship có thể đưa chi phí phóng về gần 200 USD mỗi kilogram vào năm 2035 nếu phương tiện này vận chuyển tổng cộng 370.000 tấn lên quỹ đạo. Theo phép tính được TechCrunch dẫn lại, mục tiêu đó tương đương khoảng 1.800 chuyến trong mười năm.
Google đã công bố phiên bản được bình duyệt của tài liệu nghiên cứu về trung tâm dữ liệu quỹ đạo và dự kiến đăng công trình trên tạp chí Joule. Theo TechCrunch, các tác giả nhấn mạnh tài liệu không đánh giá tính khả thi kinh tế. Dự báo về khả năng chi phí phóng giảm theo thời gian là một phần trong nghiên cứu của Google.
Dự báo chi phí phóng đến năm 2035
Google cũng là một nhà đầu tư lớn vào SpaceX. Các nhà nghiên cứu của hãng cho rằng đội ngũ tên lửa của Elon Musk đã duy trì đường cong học hỏi giúp giảm giá khoảng 20% mỗi năm kể từ khi Falcon 1 được phóng. Từ xu hướng đó, họ nhận định chi phí phóng có thể tiến gần mức 200 USD cho mỗi kilogram vào năm 2035.
Để đạt mức giá này, nhóm nghiên cứu ước tính Starship cần đưa 370.000 tấn tải trọng lên quỹ đạo. Đường cong giảm giá khoảng 20% được tính từ Falcon 1. Dữ liệu tải trọng của Falcon 9 được dùng để suy ra rằng Starship cần khoảng 1.800 lần phóng trong mười năm, tức 180 lần mỗi năm, để đưa 370.000 tấn lên quỹ đạo nếu mỗi chuyến chở được 200 tấn.
Yêu cầu này vượt xa lịch sử hoạt động hiện tại của Starship, một phương tiện chưa từng bay quá năm lần trong một năm. Theo TechCrunch, SpaceX dự báo tần suất phóng sẽ cao hơn nhiều. Elon Musk từng cho rằng Starship có thể đạt nhịp một chuyến mỗi giờ vào năm 2029, nhưng mục tiêu đó chưa được chứng minh.
Các con số cho thấy khoảng cách giữa một thử nghiệm điện toán trên vệ tinh và trung tâm dữ liệu vận hành ở quy mô công nghiệp. Project Suncatcher vẫn là một kế hoạch dài hạn, còn vệ tinh hiện tại chỉ kiểm tra khả năng cấp điện, làm mát và vận hành TPU trên quỹ đạo.
Chip có thể chịu bức xạ, nhưng chưa phù hợp mọi tác vụ
Google cho rằng kết quả thử bức xạ cho thấy TPU nhiều khả năng có thể xử lý khối lượng suy luận lớn trong vòng đời dự kiến năm năm của vệ tinh. Tỷ lệ lỗi đối với hoạt động suy luận thông thường được báo cáo ở mức khoảng một trên một triệu. Các đợt huấn luyện kéo dài trên hàng nghìn chip đặt ra rủi ro lớn hơn vì một tỷ lệ lỗi nhỏ có thể tích lũy theo thời gian.
Kết quả cập nhật của Google cho thấy chip nhiều khả năng chịu được bức xạ trong không gian. Theo TechCrunch, công ty phải làm lại thử nghiệm bằng máy gia tốc hạt sau khi phát hiện cấu hình ban đầu che chắn cho chip tốt hơn điều kiện thiết bị thực sự sẽ gặp trên quỹ đạo.
Kết quả thử bức xạ và giới hạn huấn luyện
Thử nghiệm mới tạo ra nhiều lỗi hơn một chút trong mạch logic. Google vẫn cho rằng chip có thể xử lý khối lượng suy luận lớn trong suốt vòng đời năm năm của một vệ tinh.
Beals nói với TechCrunch rằng tỷ lệ lỗi đối với hoạt động suy luận thông thường rất thấp, khoảng một trên một triệu. Một đợt huấn luyện cực lớn sẽ có yêu cầu khác, vì hàng nghìn chip phải chạy liên tục trong nhiều tháng. Trong trường hợp đó, ngay cả tỷ lệ lỗi nhỏ cũng có thể trở thành vấn đề.
Thử nghiệm hiện tại chưa biến trung tâm dữ liệu quỹ đạo thành một mô hình sẵn sàng triển khai. Nhiệm vụ giúp Google kiểm tra ba điều kiện nền tảng gồm cấp điện, kiểm soát nhiệt và độ ổn định của chip trước bức xạ. Google hình dung một mạng lưới gồm 81 vệ tinh. Con số khoảng 180 lần phóng mỗi năm thuộc kịch bản Starship vận chuyển tổng cộng 370.000 tấn trong mười năm, nếu mỗi chuyến chở được 200 tấn.
Hãy tiếp tục theo dõi Sine để cập nhật những bước thử nghiệm tiếp theo của Google và SpaceX trên quỹ đạo.
