Китай начал запуск первых 12 спутников в рамках миссии «Space Computing Constellation 021», что знаменует начало формирования масштабной орбитальной сети суперкомпьютеров, основанных на искусственном интеллекте. Этот проект, целью которого является уменьшение зависимости страны от наземных вычислительных ресурсов, в будущем предполагает вывод на орбиту 2800 спутников, обладающих общей вычислительной мощностью в 1000 петафлопс (квадриллионов операций в секунду).
Орбитальные вычисления: новый рубеж
Орбитальная инфраструктура, включающая навигационные системы, телескопы и телекоммуникационные сети, играет всё более важную роль в деятельности человека. В настоящее время значительная часть собранных данных требует передачи на Землю для обработки, что создаёт зависимость от возможностей наземных каналов связи и может вызывать потери или задержки.
Для решения данной проблемы индустрия всё чаще использует концепцию «периферийных вычислений», которая подразумевает обработку данных вблизи места их создания. В космической сфере это выражается в первичной обработке информации непосредственно на бортовых компьютерах спутников, что позволяет сократить объём передаваемых данных и снизить энергопотребление. Данная стратегия также способствует уменьшению углеродного следа энергоёмких систем, например, дата-центров, используемых для искусственного интеллекта.
Проблема энергопотребления дата-центров
Растущее энергопотребление стало предметом критики для дата-центров, поддерживающих системы искусственного интеллекта, уже несколько лет. В 2022 году на искусственный интеллект и криптовалюты приходилось 2% от общего объема мировой электроэнергии. По прогнозам Эрика Шмидта, бывшего генерального директора Google, к 2027 году потребление дата-центрами может достигнуть 29 гигаватт, а к 2030 году — увеличится еще на 67 гигаватт.
Китайский проект: 1000 петафлопс в космосе
14 мая китайские компании ADA Space и Zhejiang Lab объявили о запуске миссии Space Computing Constellation 021, которая знаменует собой начало проекта «Созвездие трёх тел» (названного в честь известного научно-фантастического романа Лю Цысиня). В то время как США и Европа ранее проводили эксперименты с орбитальными вычислительными центрами, Китай стал первым, кто развернул их в действующей форме.
«Наблюдения за космосом вновь пробуждают размышления о наших будущих возможностях через 10, 20 или 50 лет », — сообщил Ван Цзянь, директор Zhejiang Lab, на конференции Beyond Expo в Макао (21 мая). « Пора начинать рассматривать возможность использования искусственного интеллекта в космической отрасли, а не ограничиваться его применением в компьютерах и мобильных устройствах ».
ракета-носитель Чанчжэн-2D с космодрома Цзюцюань (северо-запад Китая) вывела на орбиту 12 спутников. По информации от ADA Space, каждый спутник оборудован суперкомпьютером, способным обеспечить производительность до 744 терафлопс. Объединенная вычислительная мощность этих аппаратов должна составить 5 петафлопс, хотя теоретические расчеты показывают значение в 8,9 петафлопс – вероятно, указана реальная производительность в условиях эксплуатации. Ожидается, что полная группировка, состоящая из 2800 спутников, достигнет мощности в 1000 петафлопс.
Ноутбуки, оснащенные Microsoft AI Copilot+ (с использованием новейших NPU), способны обрабатывать приблизительно 40 терафлопс, что на 18 раз меньше производительности одного китайского орбитального суперкомпьютера.
Этот проект знаменует начало новой эпохи в космических вычислениях, предполагая проведение обработки данных непосредственно на орбите для уменьшения нагрузки на Землю и ускорения развития технологий будущего.
Взаимосвязанная и автономная космическая архитектура
Каждое устройство оборудовано лазерной системой связи, позволяющей передавать до 100 гигабит в секунду для обмена данными между спутниками и проведения скоординированных вычислений на орбите. Инженеры ADA Space утверждают, что в совокупности эти аппараты создадут одну из самых мощных вычислительных систем в космическом пространстве.
Каждый спутник, помимо вычислительных ресурсов, оснащён ИИ-моделью с 8 миллиардами параметров, которая может решать разнообразные задачи, в том числе проводить астрономические наблюдения. Рентгеновский поляриметр, например, предназначен для изучения космических явлений, таких как гамма-всплески. Для охлаждения энергоёмкого оборудования будет использоваться космический вакуум, что является значительным преимуществом.
Спутники также оснащены системой дистанционного зондирования Земли. Благодаря бортовым вычислительным ресурсам, данные мониторинга смогут обрабатываться в реальном времени непосредственно на орбите. Это позволит ускорить анализ, сократить расходы и снизить нагрузку на наземные сети.
Проект под названием «Вычислительное созвездие трёх тел» назван в честь задачи, поставленной Исааком Ньютоном, которая заключается в прогнозировании траекторий движения трёх тел, взаимодействующих посредством гравитации. По словам Ван Цзянь, это отражает сложность взаимосвязей между элементами системы и указывает на важность развития международного научного сотрудничества.