随着地面算力中心建设的加大，太空正在成为世界科技巨头争夺算力的新战线，并被他们看好。亚马逊创始人杰夫·贝佐斯表示：“太空数据中心是航天工业的下一步。”今年 11 月，马斯克的 SpaceX 将 Nvidia H100 GPU 直接送入太空。算力的竞赛正在“滚滚”向天空，那么为什么要把算力的中心移到太空呢？在充满辐射的空间建设“云计算实验室”有何挑战？中外企业采取了哪些关键举措？计算能力通信标准全球化的新机遇亚马逊创始人杰夫·贝佐斯最近在 2025 年意大利科技周上发表了未来 10 到 30 年的演讲。他预测 20 年内将在太空建立千兆瓦级数据中心。谷歌前首席执行官埃里克·施密特今年早些时候表示，他的公司收购了太空技术公司公司 Relativity Space 是因为它对太空数据中心感兴趣。 SpaceX创始人马斯克也表达了对太空计算网络的兴趣。他表示，星链卫星可用于在太空建造大型数据中心，SpaceX 将开始部署它们。总部位于西雅图的初创公司StarCloud也希望在太空建立大型数据中心，并计划部署一颗5吉瓦的数据中心卫星和4平方公里的太阳能电池阵。今年 11 月，StarCloud 的一颗测试卫星（StarCloud-1）搭乘 SpaceX 火箭抵达太空。这颗冰箱大小的微型卫星配备了 NVIDIA H100 GPU，可为其他卫星提供高性能推理和调谐能力。除了StarCloud之外，许多商业航天公司也计划将计算能力发送到太空。总部位于加州的初创公司 Sophia Space 也计划建设一个太空数据中心。总部位于休斯敦的 Axiom Space 计划于 2022 年发射国际空间站。它测试了 Amazon Web Ser云计算设备。 Axiom 计划今年将其第一个轨道数据中心节点发送到近地轨道。无论是模型训练还是数据处理，离数据和用户越近越好。卫星数据是在天空中生成的，未来的训练也将在天空中进行。因此，要将超大型算力中心提升到天空，就需要在太空建设万卡集群。空间计算芯片研发公司中科天算CEO刘耀奇告诉澎湃新闻（www.thepaper.cn），中科天算正在推进“天算计划”，旨在在太阳同步轨道部署模块化空间超级计算中心，提供空间计算服务。 Tenson 计划示意图。刘耀奇表示，空频轨道资源有限，目前各国都控制着战略航天资源和太空资源。空间算力生态系统不封闭，建设空间算力点wer网络是我国算力通信标准全球化的契机。在应用方面，随着太空经济的发展，如果未来有成千上万的用户使用卫星数据，太空和地球之间的数据传输将需要很长的时间，但各种场景将重要用于即时决策。迫害从未停止。参与未来产业早期投资的上海未来产业基金首席投资官刘立鹏告诉澎湃新闻（www.thepaper.cn），天基计算是空间和未来信息领域重要的前沿技术。我国在航天领域拥有巨大的财富。我们拥有来自日本最好的大学和科研机构的专业人才，拥有坚实的技术基础。人才梯队得到系统培育和代代传承，产生了许多高质量成果。作为一个未来的产业轨迹，空间计算有望构成我国独特的优势。电脑功力登天，天数算算。是来自多星智能的多星智能，是来自单星智能的多星智能，将有利于转变为多维空间，甚至转变为具有算力的星座，形成宇宙超级计算。电信和远程计算有望成为行业发展趋势，扩大算力应用的想象范围，为深空探索等目标提供算力支撑。从这样的未来愿景来看，空间和空间信息实时智能服务系统的优势可想而知。当卫星互联网变得像4G一样便捷全面时，普通手机将能够轻松接入卫星网络，与太空系统智能交互。当一个渔夫去钓金枪鱼，他所要做的就是打开“鱼在哪里？”应用程序。并问道：“Whoro抓金枪鱼，你能给我导航信息吗？”该应用程序可以准确、快速地告知您鱼的位置、导航信息、推荐的鱼钩和自适应渔网、撒网和收网的最佳时间，甚至还可以估算您捕获的鱼的售价。 “目前空间服务的时效性非常弱，对缓慢演变的数据进行分析可以满足需求。但即使农民和渔民希望在两秒内做出响应，目前也是不可能的。”刘耀奇表示，空间数据有其自身的价值。快速的信息处理和有效的决策反馈将催生新的服务应用，推动航天经济的发展。无论是通信卫星、遥感卫星、导航卫星还是科学实验卫星，都离不开uPowerful的支持计算能力。中国科学院、中国工程院院士李德仁牵头推广集通信、导航、遥感、计算于一体的实时航天信息智能服务系统“东方之眼”。 2023年1月成功发射的珞珈301号卫星，验证了从遥感数据采集到移动应用终端分分钟服务的可行性，满足了“快速、准确、灵活”的遥感信息实时信息服务需求。行业相关部门表示，星座设计了卫星的计算能力。 “分辨率越来越高的遥感卫星越来越多，卫星处理的数据量也会越来越大。”致力于卫星遥感图像处理的中科公司天启数据制作部负责人陆毅告诉澎湃新闻（ww）w.thepaper.cn）表示，业界已经在推动提高单颗卫星的计算能力。卫星图像处理具有高读写、高输入输出的特点，对计算能力要求较高。卫星本身的计算能力和能源资源有限，这也限制了卫星的数据处理能力。一旦用完内置存储空间，您将无法再收集新数据。新的数据采集只能通过下载到岸上并清空船上的存储空间来进行。随着卫星计算能力的增强，星载计算可以快速响应紧急情况和救援。 “每次卫星拍摄图像后返回，都会直接在卫星上处理和下载结果。这种方法需要下载的数据较少，这是另一个优点。”快速从地面获取信息。 “太空数据中心概念的支持者认为，太空的好处显而易见，太阳能是无限且免费的。在能源方面，太空太阳能电池板不会面临地面太阳能装置必须应对的气候限制。贝索斯认为，在太空中建造这些巨大的训练集群会更理想，因为它们将在轨道上飞行并由太阳提供动力。 ”他说：“未来几十年，太空数据中心的成本可能会低于地面数据中心。 “虽然在太空建设算力基础设施比在地面困难得多，但在太空建设算力基础设施的技术难度也不小。”刘耀奇表示，虽然太空算力基础设施建设不需要考虑土地或电力问题，也不受天气灾害的影响，但太空计算与地面计算不同。我提到他们面临着非常不同的技术挑战和要求。真空、微重力和极端温度太空的不同环境对热设计和算力的可靠性提出了严格的要求。 “一旦芯片进入太空，芯片内部的通道和门结构会因电子、离子、重离子等粒子的不断积累而产生环路电流，影响芯片的寄存器，最终导致二进制数据反转，导致计算错误甚至程序失败。”刘耀奇说。太空超级计算机还必须满足高可靠性的软硬件设计，具有耐辐射和容错能力，一般要求在轨稳定运行5至15年甚至更长时间。太空超级计算机要求陆毅表示，芯片具有高集成度、轻量化的特点，但计算能力越强，功耗就越大，散热也就越困难，这些要求远远超过了建造地面超级计算机的难度，而目前最大的困难是缺乏火箭方案。但目前空间任务的重复率仍然较慢，星间算力组网技术的复杂性和星间组网计算的复杂性。 “同时，无论计算基础设施是部署在太空还是地面，数据购买者总是希望能掌握在手中。因此，对于将数据放入信息池中存在顾虑。聚合不同厂商的卫星数据来开发下游应用就更困难了。此外，陆毅表示，空间计算能力虽然可以满足星上处理的需求，但无法完全取代地面处理。即使卫星可以24小时运行，目前还无法对结果进行质量测试来质疑模型的可靠性，他还提到，不仅要经受住考验，而且还必须减少。ce 自身的重量。否则，与马斯克的可回收、可重复使用的火箭相比，这种经济计算就行不通，只会增加发射成本。虽然从遥感智能走向应用智能并不容易，但国内相关机构和企业也在加速铺设这条前沿路径。今年5月，石江研究所的空间计算卫星星座发射。该星座旨在解决卫星数据处理效率的传统瓶颈问题，推动人工智能在太空的应用和发展。此外，中国科学院信息技术研究所成功研制单节点POPS级空间计算机，构建了首个基于国产大规模高性能算力芯片的技术体系。刘耀奇表示，截至2019年，“把AI送上天”仍然是一个未经共识的大胆想法。当时，研究团队使用四块卡一组进行容错协同计算实验。 2022年，他们迫不及待地将第一颗寒武纪芯片送上了天空。尽管只有 32 TOPS 的计算能力，该团队还是能够成功验证地面概念。预计未来卫星数量将大幅增加。 2020年，该团队启动了一个探索卫星之间协作计算的项目。当时激光技术还不完善，通信信道不稳定，所以在一颗卫星上安装了三个设备，模拟三颗卫星的算力互联。到2024年，大型模特比赛将在全球流行。针对太空领域大型模型的空白，刘耀奇团队将2.3亿个压缩、剪枝、蒸馏的大型模型注入太空，实现空间与地球之间的顺畅对话和互动。这三个实验连在一起，从检查天空算力，到检查天空算力的配合，检验模型的应用。刘耀奇认为，未来空间计算能力的发展将取决于遥感技术。我们认为它将经历三个阶段：谷歌智能、通信智能和应用智能。遥感智能化阶段，数据成为核心驱动力，围绕遥感图像处理展开。智能通信阶段已经转向数据和通信双引擎，从日常计算发展到Sky Network的日常计算。应用智能阶段将超级计算能力延伸到太空，打造支持更复杂空间应用场景的空间超级计算平台。随着火箭成本下降，卫星制造能力提高，太空超级计算机正在建设下一代卫星的工作方式将得到改善。除了“看”和“听”之外，它还具有“思考”能力，例如智能计算和决策，通过语音对话反馈信息。为了推进“天算计划”，刘耀奇团队计划明年推出全尺寸GPU，通过遥感数据采集、通信反馈、大规模模型处理决策来验证闭环决策链。未来，我们将分阶段推进多卫星协同部署，优化适应空间的大尺度模型本体。 “我们今天解决的超级计算机都是单板单柜的。与地球相比，太空中的计算能力相当于一个柜子被打碎扔到太空中。未来，我们如何组装这么多gaBinets？这可能意味着更换新旧柜子或连接接口，用大模型是去中心化的。在这个大型模型星座卫星网络之后，新卫星将如何学习保持知识的连续性，还需要进一步探索。
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