Новости

ИИ на орбите: зачем запускать дата-центры в космос?

Однако многие специалисты сомневаются, что ближний космос станет подходящей площадкой для размещения дата-центров, особенно тех, что предназначены для задач искусственного интеллекта — наиболее энергоёмких и ресурсоёмких среди массово решаемых сегодня с помощью вычислительной техники. Ещё в феврале Сэм Альтман, глава OpenAI, с иронией отозвался об Илоне Маске, который, среди прочего, руководит космической компанией SpaceX. Альтман, хотя и считается большим оптимистом в области прогресса ИИ-технологий, заявил, что как минимум до начала 2030-х годов размещение ИИ-дата-центров на орбите не будет иметь практического смысла. Вскоре до этого SpaceX анонсировала грандиозные планы по развёртыванию в космосе именно таких центров обработки данных, количество которых может достичь миллиона, — и уже начала нанимать инженеров нужных специальностей, а также прорабатывать другие практические шаги для реализации этих замыслов. Другие компании, разрабатывающие генеративные модели и оборудование для их обучения и работы, скорее разделяют амбициозную позицию Маска, чем осторожный подход Альтмана. Среди них — Google ; Nvidia, привлёкшая партнёра Starcloud , оснащённого работающим графическим процессором H100; а также ряд других игроков, включая компании из Евросоюза и Китая.

Так кто же в конечном итоге прав: энтузиасты, стремящиеся начать развёртывание ИИ-дата-центров в околоземном пространстве ещё до 2030 года, или скептики вроде Альтмана, предпочитающие пока оставаться ближе к Земле?

 Один из проектов орбитального ЦОДа: для каждого спутника сборка из фотоэлементов [1] площадью в 1024 кв. м генерирует 240 кВт мощности, одновременно загораживая серверную ферму от Солнца. Процессоры на этой ферме снабжены жидкостным охлаждением с выводом циркулирующего теплоносителя в обширные трубчатые радиаторные панели [2], которые рассеивают тепло непосредственно в космос — исключительно за счёт радиационного переноса. Для выхода на 1 ГВт суммарной вычислительной мощности потребуется объединить высокоскоростными, желательно лазерными, каналами связи выведенные на низкую околоземную орбиту 4300 таких спутников суммарной массой 30 млн кг (источник: IEEE Spectrum)

В рамках концепции орбитального дата-центра: каждый спутник оснащён солнечными панелями [1] размером 1024 м², производящими 240 кВт энергии и одновременно прикрывающими серверные стойки от солнечного излучения. Вычислительные модули на этих стойках используют жидкостное охлаждение, при котором теплоноситель направляется в протяжённые трубчатые радиаторы [2], излучающие тепло прямо в космическое пространство — исключительно за счёт радиационного механизма. Чтобы достичь совокупной мощности вычислений в 1 ГВт, необходимо связать высокоскоростными, предпочтительно лазерными, каналами связи около 4300 подобных спутников на низкой околоземной орбите общей массой 30 миллионов килограммов (по данным IEEE Spectrum)

#Космический масштаб

Развитие технологий часто определяется экономической целесообразностью: инструмент, далёкий от идеала, но доступный немедленно и имеющий перспективы для совершенствования, нередко становится ключевым для выполнения грандиозных проектов. Например, погоня за золотом и специями толкнула хрупкие европейские каравеллы эпохи Великих открытий в путь вокруг Африки и через Атлантику. В то же время Китайская империя Мин, обладавшая в начале XV века гигантскими «сокровищницами-кораблями» (длиной до 122 метров, с водонепроницаемыми переборками, четырьмя палубами и девятью мачтами), не спешила отправлять свой флот на покорение новых территорий. В отличие от Европы эпохи Возрождения, Поднебесная не испытывала недостатка в актуальных на тот момент ресурсах, да и финансовые аспекты игнорировать не стоило. Экспедиции Колумба и Магеллана потребовали относительно скромных вложений, ограничившись частным финансированием (пусть и с привлечением личных средств монархов, а не государственной казны), и очень скоро многократно окупились. Тогда как «Золотой флот» адмирала Чжэн Хэ (郑和) поглощал до 30% ежегодных бюджетных поступлений империи Мин, не принося сколь-либо значимой отдачи в разумные сроки, из-за чего в итоге был упразднён. Даже чертежи этих кораблей-сокровищниц были уничтожены старательными императорскими чиновниками — чтобы отбить у потомков охоту втягивать страну и народ в бесполезные траты.

Размещение дата-центров за пределами земной атмосферы изначально кажется колоссальной финансовой нагрузкой: в настоящее время минимальная стоимость доставки груза на низкую околоземную орбиту (с применением многоразовой системы Falcon Heavy) составляет около 1500–1600 долларов США за килограмм. Это превращает развёртывание даже одной сети орбитальных ЦОДов (весом в миллионы килограммов) в чрезвычайно дорогостоящее мероприятие. Однако компания SpaceX под руководством Илона Маска заявила, что после выхода на плановый режим частых запусков с многоразовыми ступенями, сможет снизить эту цифру до 100 долл./кг, а в перспективе — и ещё больше, что серьёзно воодушевило сторонников космической инфраструктуры для ИИ. Как отмечает аэрокосмический инженер Эндрю Маккалип (Andrew McCalip), в текущий период, предшествующий реализации масштабных планов SpaceX, строительство дата-центров на орбите экономически нецелесообразно: себестоимость вычислительной мощности в расчёте на 1 ГВт будет в 7–10 раз выше, чем у стандартного наземного центра обработки данных — даже с учётом всех сопутствующих наземных сложностей (цена земли, водоснабжение, оплата труда персонала и прочее).

 Составные части, из которых складывается себестоимость ЦОДа на условный 1 ГВт мощности при размещении его на Земле (слева) и на низкой околоземной орбите с доставкой туда перспективными серийными кораблями SpaceX. При достижении коммерческой цены вывода 1 кг полезной нагрузки уровня в 100 долл. проведение орбитальных вычислений обойдётся всего лишь примерно втрое дороже, чем на поверхности, — 51,10 долл./Вт против 15,85 долл./Вт (источник: Andrew McCalip via IEEE Spectrum)

Структура затрат на создание дата-центра условной мощностью 1 ГВт на Земле (слева) и на низкой околоземной орбите с доставкой оборудования перспективными кораблями SpaceX. Если стоимость вывода одного килограмма груза достигнет 100 долларов, орбитальные вычисления станут всего примерно в три раза дороже наземных — 51,10 долл./Вт против 15,85 долл./Вт (источник: Andrew McCalip via IEEE Spectrum)

Тем не менее, прогнозируемое снижение стоимости запусков в десять раз вместе с использованием мощных специализированных процессоров для искусственного интеллекта поможет сократить это отставание примерно до трёхкратного. С таким разрывом уже вполне можно работать, учитывая безграничные просторы космоса и обилие места на орбите для развёртывания всё новых модулей дата-центров. В то же время, на Земле каждый новый крупный центр обработки данных неизбежно сталкивается с ограниченностью ключевых ресурсов — пригодных земельных участков, водных источников, близости к существующим электростанциям или возможностей построить новые, — что будет делать его создание с каждым годом дороже. Поэтому вполне вероятно, что уже в скором времени орбитальные ИИ-центры окажутся экономически выгоднее наземных, и тогда скептик Сэм Альтман будет вынужден признать свою неправоту.

Фактически, эра космических вычислений для ИИ уже началась: в конце 2025 года стартап Starcloud — используя пока ещё далёкую от целевого показателя в 100 долларов за килограмм полезной нагрузки ракету SpaceX — вывел на орбиту тестовый спутник Starcloud-1 с ускорителем Nvidia H100 на борту. Этот орбитальный сервер провёл в условиях невесомости обучение модели NanoGPT и выполнил инференс с помощью Google Gemma. Чат-бот на её основе обратился к своим создателям на Земле так: «Приветствую, земляне! Или, как мне больше нравится вас называть, — занятные сине-зелёные агрегаты». Что ж, спасибо, что не обозвал «кожаными мешками».

 Доброжелательное послание первого орбитального ИИ оставшимся на поверхности планеты сине-зелёным агрегатам (источник: Starcloud)

Доброжелательное послание первого орбитального ИИ оставшимся на поверхности планеты сине-зелёным агрегатам (источник: Starcloud)

Между тем, кишащая на земной поверхности примечательная сине-зелёная структура будто сознательно отсекает для себя те направления прогресса передовых технологий, которые не предполагают размещения центров обработки данных в космическом пространстве. Согласно отчёту Международного энергетического агентства за прошлый год, уже к 2030 году (снова эта временная отметка!) энергопотребление земных ЦОДов увеличится более чем вдвое. В таком ракурсе вложения в орбитальные дата-центры с каждым годом кажутся всё менее пугающими, даже принимая во внимание сохраняющуюся высокую стоимость вывода грузов на орбиту. Ведь эту стоимость можно сокращать инженерными методами — как за счёт усовершенствования ракет и увеличения частоты запусков, так и благодаря развитию альтернативных реактивным способов преодоления земного притяжения, таких как космические лифты (в более отдалённой перспективе). Однако если на поверхности планеты цена гипотетического киловатта произведённой энергии лишь возрастает, то на орбите всегда в распоряжении находится бесплатная солнечная энергия — было бы достаточно ресурса у фотоэлектрических элементов.

#Бег наперегонки

Уже в первой половине 2024 года фирмы Phantom Space и Assured Space Access сообщили о совместных планах по . Однако их проект, известный как Phantom Cloud и включающий 66 спутников, не предназначен специально для вычислений в сфере искусственного интеллекта. Его основная задача — обеспечить резервное копирование информации для других космических миссий-партнёров, а также ускорить передачу спутниковых данных на нашу планету (в том числе, потенциально, от пока ещё проектируемых орбитальных центров обработки данных). Затем, осенью того же года, компания Lumen Orbit (впоследствии сменившая название на уже упомянутую Starcloud) раскрыла подробности своей инициативы по размещению на околоземной орбите. Первые тестовые микро-дата-центры планируется запустить в 2026 году, а после начала штатной эксплуатации кораблей SpaceX Starship (тех самых космических «такси», ориентировочная стоимость доставки грузов которыми составит 100 долларов за килограмм и менее) намерены развернуть масштабный комплекс под названием Hypercluster.

 Общая схема функционирования облака Phantom Cloud (источник: Assured Space Access)

Общая схема функционирования облака Phantom Cloud (источник: Assured Space Access)

Экономические соображения в данном случае ясны: генеративные модели оказывают всё возрастающую нагрузку на мировую энергосистему. Хотя официальных данных о ресурсах, затраченных на обучение GPT-5, не публиковалось, согласно достаточно надёжным оценкам, в облаке Microsoft Azure для этого процесса была задействована мощность, сопоставимая с мега-дата-центром на 100–180 тысяч ускорителей H100. Сам этап обучения модели продолжался как минимум три месяца, а на тестирование безопасности её ответов ушло ещё до полугода. По разумным предположениям специалистов, для обучения условной GPT-6 в 2027 году может потребоваться в десятки раз больше электроэнергии — до 45 ТВт·ч, — которая на протяжении примерно года будет питать ИИ-дата-центры суммарной мощностью свыше 5,1 тыс. ГВт. Это, мягко выражаясь, превышает разумные пределы для человечества: на начало 2026 года общая мощность всех мировых дата-центров оценивается примерно в 122,2 ГВт (53,7 ГВт — в США, 31,9 ГВт — в Китае и т. д.), а до конца текущего года планируется ввести в эксплуатацию не больше пяти центров обработки данных для ИИ гигаваттного (и выше) уровня.

Удачный тестовый полёт первого спутника Starcloud помог основавшему его стартапу (в дополнение к ранее полученным примерно 200 миллионам) в раунде финансирования Series A, достигнув оценочной стоимости в 1,1 миллиарда долларов. Ожидается, что ближе к завершению 2026 года на орбиту будет выведен аппарат Starcloud 2, оснащённый несколькими графическими процессорами: теперь это будут не только чипы Nvidia Blackwell, но и, например, ASIC-микросхемы в составе серверного модуля AWS. Чтобы продемонстрировать универсальность космического дата-центра, на его борту также планируется разместить специализированный компьютер для майнинга криптовалют. Сразу после успешного завершения миссии Starcloud 2 начнётся подготовка к запуску уже третьей версии аппарата — массой три тонны, способной вместить ИТ-оборудование с совокупным энергопотреблением 200 кВт. Генеральный директор и основатель стартапа Филип Джонстон (Philip Johnston) полагает, что как только стоимость коммерческого запуска на кораблях Starship упадёт до 500 долларов за килограмм, расходы его орбитального дата-центра достигнут уровня 0,05 доллара за 1 кВт·ч электроэнергии, затраченной на вычисления. Для сравнения: сегодня в США цены на вычисления в крупнейших гипермасштабных дата-центрах удерживаются в пределах 0,040,15 доллара за 1 кВт·ч, что уже позволяет говорить о рентабельности космических вычислений (не только связанных с ИИ) в среднесрочной перспективе. Эти расчёты, конечно, основаны на важном допущении — что SpaceX, ответственная за орбитальные перевозки, достигнет заявленных ранее показателей в разумные сроки. Её корабль Starship пока, к сожалению, склонен к «быстрой незапланированной разборке» (rapid unscheduled disassembly), как Илон Маск предпочитает называть эффектные взрывы своих ракет на старте. Зато у разработчиков вычислительного оборудования всё готово: специализированный модуль Vera Rubin Space-1 для космических дата-центров, отличающийся тесно интегрированной архитектурой CPU–GPU и высокоскоростной шиной соединений, был представлен Дженсеном Хуангом (Jensen Huang) .

 Стоимость доставки одного килограмма груза на низкую околоземную орбиту с помощью ракет SpaceX при разной массе полезной нагрузки. Снижение цены происходит такими темпами, что достижение отметки в 200 долларов за килограмм станет возможным не раньше середины 2030-х годов — и только при условии ежегодного осуществления как минимум 180 запусков Starship: то есть одного старта каждые два дня (данные: Google)

Стоимость доставки одного килограмма груза на низкую околоземную орбиту с помощью ракет SpaceX при разной массе полезной нагрузки. Снижение цены происходит такими темпами, что достижение отметки в 200 долларов за килограмм станет возможным не раньше середины 2030-х годов — и только при условии ежегодного осуществления как минимум 180 запусков Starship: то есть одного старта каждые два дня (данные: Google)

Поделиться:

0 Комментариев

Оставить комментарий

Обязательные поля помечены *
Ваш комментарий *
Категории