Штучний інтелект виходить на орбіту: Google відправила перший прототип супутника в космос

Прототип орбітального обчислювального супутника Google вирушив у космос на борту ракети компанії SpaceX, запущеної з Каліфорнії. Це перший випадок, коли технологічний гігант відправив один зі своїх передових чипів на орбіту, щоб перевірити його роботу в реальних умовах. Компанія розглядає супутники як основу майбутньої інфраструктури для обчислень штучного інтелекту, пише TechCrunch.

Супутник створила компанія Planet Labs, а його головне завдання — продемонструвати, що мікрочип Google TPU (Tensor Processing Unit), який конкурує з графічними процесорами Nvidia, здатний працювати в космосі. Для цього він має забезпечувати безперервне живлення потужністю один кіловат, охолоджувати чип і тестувати низку моделей, щоб перевірити стабільність роботи та виявити можливі збої. Після введення в експлуатацію супутник активуватиме TPU короткими 15-хвилинними сеансами, щоб не перевантажувати системи живлення та терморегуляції.

«Ми проводили наземні випробування, але, як відомо, жоден тест не зрівняється з реальною експлуатацією», — зазначив Тревіс Білс, керівник проєкту Suncatcher у Google, метою якого є створення масштабних обчислювальних кластерів на навколоземній орбіті.

Suncatcher в Google називають «довгостроковою амбітною ініціативою», або «moonshot», тобто проєктом із дуже масштабною метою. У центрі Suncatcher — створення космічної інфраструктури для забезпечення обчислювальних потужностей, які можуть знадобитися для ШІ в майбутньому. Google планує створити орбітальний центр обробки даних з 81 супутника, що рухатимуться щільним строєм і виконуватимуть паралельні обчислення.

«Пропускна здатність і затримка передачі даних між TPU мають величезне значення, коли йдеться про виконання завдань, що охоплюють кілька стійок обладнання... ми намагаємося зазирнути в майбутнє й оцінити не лише сучасні робочі навантаження, а й те, якими вони будуть за п’ять років», — заявив Білс. 

Дослідження Google містить позитивні для компанії результати щодо стійкості її чипів до космічної радіації. Google довелося повторно провести випробування на прискорювачі частинок після того, як з’ясувалося, що початкова конфігурація чипів забезпечувала кращий захист, ніж той, з яким вони фактично стикатимуться в космосі.

Повторні випробування також показали дещо більшу кількість помилок у логічних схемах чипа. Водночас Google вважає, що TPU зможуть витримати значні навантаження під час виконання операцій виведення, тобто отримання результатів роботи вже навчених моделей ШІ, протягом п’ятирічного терміну служби супутника.

«Частота виникнення помилок є дуже низькою, якщо брати до уваги типові операції виведення — скажімо, одна на мільйон. З іншого боку, це вже створювало проблеми для виконання, наприклад, масштабних процесів навчання, коли тисячі чипів працюють протягом багатьох місяців», — пояснив Білс.

За словами керівника проєкту, одним із головних обмежень залишається відсутність ракет, необхідних для економічно ефективного масштабування орбітальних дата-центрів. Як і інші компанії, що працюють із центрами обробки даних, наразі Google покладається на SpaceX для виведення своїх апаратів у космос. 

Аналізуючи так звану «криву навчання» — зниження вартості запусків приблизно на 20% щороку від моменту запуску ракети Falcon 1, — дослідники Google вважають можливим, що до 2035 року ціна запуску знизиться приблизно до 200 доларів за кілограм. За розрахунками дослідників, для досягнення подібних темпів зниження вартості Starship має вивести на орбіту загалом 370 тисяч тонн корисного навантаження. Це означатиме близько 1800 запусків протягом наступних десяти років, або приблизно 180 запусків на рік, якщо кожна місія доставлятиме 200 метричних тонн вантажу.

Для Starship це вкрай масштабне завдання: досі корабель не здійснював більше п’яти польотів на рік. Водночас прогнози SpaceX значно сміливіші — генеральний директор Ілон Маск, наприклад, припускав, що до 2029 року Starship зможе здійснювати один політ на годину, хоча його заяви щодо темпів розвитку системи часто виявлялися дуже амбітними.

Google і Planet Labs уже працюють над наступною демонстраційною місією. Її планують провести наступного року із запуском двох спеціалізованих супутників, розрахованих на складніші обчислення та масштабніші завдання. У майбутньому такі апарати зможуть взаємодіяти між собою за допомогою лазерного зв’язку.

Тим часом Starship під час 14-го випробувального польоту вперше успішно вийшла на орбіту та вивела корисне навантаження — 26 супутників Starlink V3 нового покоління. Розробка повністю багаторазового комплексу тривала майже десятиліття й коштувала понад 15 млрд доларів. Попри дострокове вимкнення одного з двигунів Raptor, корабель виконав ключові завдання, а перший ступінь Super Heavy здійснив кероване приводнення в Мексиканській затоці.