谷歌的軌道計算衛星
原型機今天搭乘SpaceX從加利福尼亞發射的火箭升空，這是該科技巨頭首次將其先進晶片送入太空。
這顆由Planet Labs製造的衛星將驗證谷歌的張量處理單元（TPU，該公司與英偉達GPU競爭的產品）能否在太空環境中正常運行。這意味著要持續供應一千瓦的電力，為晶片散熱，並運行一系列模型測試，以觀察是否出現任何問題。
「我們已經在地面進行了測試，但你知道，沒有任何測試能完全比得上真實環境，」負責「Suncatcher計劃」的谷歌高管崔維斯·比爾斯說道。該計劃是谷歌在地球軌道上開發大規模計算集群的方案。
衛星投入使用後，將以15分鐘為一個周期啟動TPU，以避免給衛星的電力和熱管理系統帶來過大壓力。這顆衛星基於Planet Labs的標準平台打造，但兩家公司正在合作開發一個預計明年發射的演示項目，屆時將有兩顆專為先進計算打造、能夠運行更大規模工作負載的衛星。這些未來版本的衛星將嘗試通過雷射通信鏈路進行協作。
Suncatcher並非這枚SpaceX火箭上唯一的太空AI載荷，此次發射搭載了100多個不同的載荷，包括來自Satlyt和Cowboy Space Company的任務。
與這些初創公司（乃至SpaceX本身）不同的是，谷歌的這一計劃是一個長期項目。
正如比爾斯所說，這個「長期登月計劃」的重點在於為未來將會出現的太空基礎設施和AI工作負載打基礎。該公司設想中的軌道數據中心是由81顆衛星組成的網路，這些衛星以緊密編隊飛行，並行處理數據。
「當你試圖運行跨多機架的工作負載時，TPU之間的頻寬和延遲確實非常重要……我們試圖展望的不僅僅是當前存在的工作負載，而是五年後它們會是什麼樣子，」比爾斯說。這很大程度上是因為，能夠以具有成本效益的方式擴展軌道數據中心規模所需的火箭目前還不存在。
周四，谷歌還發布了其軌道數據中心白皮書的同行評審版本，這是目前關於計算如何進入軌道最為嚴謹的分析之一。該論文將發表在《焦耳》（Joule）期刊上。
該論文最值得關注的一點，是谷歌對太空准入問題的思考方式。儘管研究人員強調他們的分析並非經濟可行性研究，但它為該公司如何看待火箭成本隨時間下降提供了一幅有趣的圖景。
和所有數據中心公司一樣，谷歌也在依靠SpaceX將其太空飛行器送入太空（谷歌同時也是SpaceX的主要投資者）。
論文作者認為，自「獵鷹1號」火箭首次發射以來，伊隆·馬斯克的火箭製造商已經實現了每年約20%的降價「學習曲線」，因此可以合理預期該公司到2035年能夠將發射價格降至每公斤200美元左右。
要實現這一目標需要什麼條件？基於「獵鷹9號」發射的載荷量，他們認為要達到類似的成本下降軌跡，「星艦」需要向軌道發射37萬噸的載荷。這意味著未來10年內需要完成約1800次發射，即每年180次——而且前提是每次任務都能運送200公噸的載荷。
對於一款從未在一年內飛行超過五次的運載工具來說，這是一個很高的要求。SpaceX預測該公司的飛行次數將遠超這一數字——例如，伊隆·馬斯克曾表示「星艦」可能在2029年實現每小時一次的飛行頻率，但馬斯克說的話很多。
至少，從谷歌更新的研究中可以看到一個好消息：其晶片似乎有很大可能經受住太空輻射的考驗。該公司不得不重新進行粒子加速器轟擊晶片的測試，因為他們發現晶片的排列方式提供了比實際太空環境中更多的隱藏效果。這導致晶片邏輯電路中出現的錯誤略有增加，但該公司仍然相信，其晶片能夠在衛星五年的使用壽命內，在軌道上承擔大規模推理工作負載。
「如果考慮典型的推理運算，錯誤率是非常低的，大約百萬分之一，」比爾斯說。「但另一方面，如果是要進行某種超大規模的訓練任務，需要數千個晶片連續運行數月，這個錯誤率就已經成問題了。」
更正：本文標題最初將「星艦」發射的學習曲線估計誤寫為1600次，正確數字應為1800次。
Q&A
Q1：谷歌的Project Suncatcher計劃是什麼？
A：這是谷歌開發的軌道計算集群計劃，旨在將搭載TPU晶片的衛星送入太空，構建由多顆衛星組成的軌道數據中心網路，實現並行計算處理。
Q2：為什麼谷歌認為星艦需要發射1800次？
A：谷歌研究認為，要實現每公斤200美元左右的發射成本，按照獵鷹9號的成本下降規律，星艦需要在未來10年內運送37萬噸載荷，這相當於約1800次發射，即每年180次。
Q3：谷歌的TPU晶片能否承受太空輻射？
A：測試顯示，TPU晶片在太空輻射環境下的錯誤率非常低，約百萬分之一，足以支持典型推理任務。但對於需要數千晶片連續運行數月的大規模訓練任務，這一錯誤率仍存在挑戰。
