Google Thử Nghiệm Chip AI Trên Quỹ Đạo Khi Trung Tâm Dữ Liệu Hướng Lên Trời
Google đã đưa một vệ tinh nguyên mẫu lên quỹ đạo mang theo một trong những chip Tensor Processing Unit của mình, cùng dòng silicon vốn vận hành các mô hình AI của hãng trong các trung tâm dữ liệu trên mặt đất. Công ty cho biết nhóm của họ đã thiết lập liên lạc với vệ tinh và vệ tinh đang hoạt động bình thường. Vụ phóng được mô tả là một phần của nỗ lực nghiên cứu dài hạn nhằm tìm hiểu liệu hạ tầng học máy có thể mở rộng quy mô có thể một ngày nào đó vận hành trong không gian hay không.
Logic đằng sau thí nghiệm này rất đơn giản. Nhu cầu của AI về sức mạnh tính toán không ngừng tăng, và trên mặt đất, sự tăng trưởng đó vấp phải hai giới hạn cứng: điện năng và làm mát. Các trung tâm dữ liệu vốn đã nằm trong số những khách hàng mua điện lớn nhất trong nhiều thị trường, và ngành này đã dành nhiều năm theo đuổi nguồn năng lượng rẻ hơn, sạch hơn cùng khả năng làm mát hiệu quả hơn. Không gian mang đến một lựa chọn thay thế khác thường. Ánh sáng mặt trời liên tục bên ngoài vùng bóng của Trái Đất, nên một vệ tinh chạy bằng năng lượng mặt trời tránh được chu kỳ ngày đêm và phần lớn thời tiết. Chân không thì lạnh, và nhiệt thải có thể được bức xạ ra ngoài thay vì được mang đi bằng nước hoặc không khí.
Không điều nào trong số đó khiến quỹ đạo trở nên dễ dàng. Một con chip được chế tạo cho giá máy chủ có kiểm soát khí hậu phải chịu được rung chấn khi phóng, biến động nhiệt độ cực đoan và bức xạ có thể lật bit và làm suy giảm linh kiện điện tử theo thời gian. Một linh kiện hỏng sẽ khó thay thế hơn nhiều so với một máy chủ trong kho. TPU của Google được thiết kế cho phép toán ma trận vốn là nền tảng của AI hiện đại, và câu hỏi đặt ra là liệu loại khối lượng công việc đó có thể được làm cho đủ đáng tin cậy ở trên bầu khí quyển để biện minh cho chi phí đưa nó lên đó hay không.
Ngành không gian nói chung đã đi theo hướng này trong nhiều năm. Giá phóng giảm, nhờ các tên lửa tái sử dụng, đã khiến vệ tinh nhỏ trở nên rẻ hơn để đưa lên quỹ đạo, và các nhà vận hành vệ tinh đã xử lý một phần hình ảnh ngay trên thiết bị thay vì truyền từng khung hình thô về Trái Đất. Chạy AI trực tiếp trên quỹ đạo có thể cắt giảm lượng dữ liệu phải truyền đi, điều này quan trọng khi băng thông xuống mặt đất bị hạn chế. Nó cũng mở ra khả năng phân tích ảnh quan sát Trái Đất, các mô hình thời tiết hoặc lưu lượng vận tải biển gần như theo thời gian thực.
Vẫn có những người hoài nghi. Phóng phần cứng lên quỹ đạo vẫn tốn kém, và việc bảo trì hay nâng cấp một vệ tinh khó hơn nhiều so với thay một GPU trong giá máy chủ. Việc gia cố chống bức xạ thường đồng nghĩa với chip chậm hơn và đắt hơn. Với hầu hết khối lượng công việc AI thương mại hiện nay, xây thêm một trung tâm dữ liệu trên mặt đất vẫn đơn giản và rẻ hơn. Lập luận cho điện toán không gian mạnh nhất đối với những tác vụ thực sự hưởng lợi từ việc ở trên bầu khí quyển, hoặc với những khu vực mà hạ tầng mặt đất không khả thi.
Điều Google đang làm lúc này gần với một cuộc kiểm tra tính khả thi hơn là một kế hoạch sản phẩm. Công ty đã định hình sứ mệnh này là nghiên cứu, và một vệ tinh hoạt động được tự nó chẳng chứng minh được nhiều. Những tín hiệu hữu ích sẽ là liệu con chip có hoạt động như kỳ vọng trong nhiều tháng hay không, bức xạ ảnh hưởng đến nó ra sao, và liệu yếu tố kinh tế có bao giờ tiến gần đến mức cạnh tranh được với các lựa chọn thay thế trên mặt đất hay không.
Dù vậy, thí nghiệm này khớp với một xu hướng. Khi nhu cầu AI gây sức ép lên lưới điện và nguồn nước ở một số khu vực, các công ty công nghệ buộc phải nghĩ về việc tính toán thực sự nằm ở đâu. Một số đang tìm đến năng lượng hạt nhân, một số tìm đến vùng khí hậu lạnh hơn, và giờ ít nhất một công ty đang nhìn lên trên. Dù các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo có trở thành hiện thực hay không, việc một công ty tầm cỡ Google đang thử nghiệm ý tưởng này cho thấy ngành đang coi trọng đến mức nào những giới hạn vật lý của AI.
Với cả nhà đầu tư lẫn kỹ sư, vụ phóng này là một điểm dữ liệu nhỏ trong một cuộc tranh luận lớn hơn nhiều về chi phí của trí tuệ. Google nói nhóm của họ đang liên lạc với vệ tinh và vệ tinh vẫn khỏe mạnh. Bước tiếp theo là sự kiên nhẫn: theo dõi xem phần cứng sẽ làm gì khi sự mới lạ của vụ phóng phai nhạt và bức xạ, nhiệt độ cùng thời gian bắt đầu phát huy tác dụng.