گوگل نخستین ماهواره مجهز به تراشه‌های هوش مصنوعی را به فضا فرستاد؛ دیتاسنترهای فضایی نزدیک‌تر می‌شوند!
گوگل با پرتاب یک ماهواره آزمایشی مجهز به تراشه‌های اختصاصی هوش مصنوعی، بررسی امکان ساخت زیرساخت‌های پردازشی در فضا را آغاز کرده است. این مأموریت بخشی از پروژه تحقیقاتی سان‌کچر (Project Suncatcher) است؛ طرحی بلندپروازانه که می‌خواهد مشخص کند آیا مدار زمین می‌تواند در آینده به محل استقرار مراکز داده هوش مصنوعی تبدیل شود یا خیر.
این ماهواره که توسط شرکت Planet Labs ساخته شده، در مأموریت Transporter-18 اسپیس‌ایکس به مدار زمین فرستاده شده است. گوگل در این آزمایش از واحدهای پردازش تنسور یا TPU خود استفاده می‌کند تا عملکرد تراشه‌های هوش مصنوعی را در شرایط سخت فضایی بررسی کند.
چرا گوگل به فکر انتقال دیتاسنترها به فضا افتاده است؟
رشد سریع استفاده از هوش مصنوعی باعث افزایش چشمگیر نیاز مراکز داده به برق شده است. برآوردهای منتشرشده نشان می‌دهد دیتاسنترهای سراسر جهان در سال گذشته حدود ۴۱۵ تا ۴۸۵ تراوات‌ساعت برق مصرف کرده‌اند و انتظار می‌رود این میزان تا سال ۲۰۳۰ به شکل قابل‌توجهی افزایش پیدا کند.
افزایش مصرف انرژی، محدودیت شبکه‌های برق و نگرانی‌های زیست‌محیطی، شرکت‌های فناوری را به دنبال راهکارهای جدید برای تأمین توان موردنیاز زیرساخت‌های محاسباتی سوق داده است. از دید گوگل، فضا می‌تواند یکی از گزینه‌های بلندمدت برای پاسخ به این چالش باشد.
ایده اصلی پروژه سان‌کچر این است که ماهواره‌های مجهز به تراشه‌های پردازشی در مدار نزدیک زمین مستقر شوند و انرژی موردنیاز خود را از پنل‌های خورشیدی تأمین کنند. در خارج از جو زمین، پنل‌های خورشیدی می‌توانند تقریباً به‌صورت مداوم در معرض نور خورشید قرار داشته باشند و طبق برآورد گوگل، در شرایط مناسب امکان دریافت انرژی بسیار بیشتری نسبت به نمونه‌های زمینی وجود دارد.
نخستین آزمایش تراشه‌های TPU در فضا
ماهواره آزمایشی گوگل فقط برای نمایش فناوری به فضا نرفته است؛ هدف اصلی این مأموریت، بررسی میزان مقاومت سخت‌افزارهای هوش مصنوعی در برابر شرایط واقعی پرتاب و محیط مداری است.
در جریان پرتاب، فضاپیما حدود ۱۰ دقیقه شرایط شدید شتاب و لرزش را تجربه کرد. طبق اعلام گوگل، بدنه و تجهیزات ماهواره در طول صعود با شتابی تا حدود ۱۰ برابر گرانش زمین مواجه شدند و تراشه‌های TPU نیز ضربه‌های لحظه‌ای بسیار شدیدتری را تحمل کردند.
مهندسان پروژه پیش از پرتاب، آزمایش‌های ارتعاشی گسترده‌ای انجام داده بودند تا شرایط سخت هنگام پرتاب موشک شبیه‌سازی شود. موفقیت تراشه‌ها در این مرحله، امکان ادامه آزمایش‌های مداری را فراهم کرده است.
تشعشعات فضایی؛ چالش مهم تراشه‌های هوش مصنوعی
پس از قرار گرفتن ماهواره در مدار، مرحله مهم‌تری از آزمایش آغاز می‌شود. تراشه‌های الکترونیکی در فضا در معرض تشعشعاتی قرار می‌گیرند که در سطح زمین تا حد زیادی توسط جو جذب یا تضعیف می‌شوند.
گوگل قصد دارد عملکرد TPUها را در برابر پرتوهای کیهانی، تشعشعات مداری و فعالیت‌های خورشیدی بررسی کند. این آزمایش‌ها می‌توانند مشخص کنند که آیا تراشه‌های مورد استفاده در دیتاسنترهای زمینی می‌توانند بدون تغییرات اساسی در محیط فضایی نیز عملکرد قابل‌اعتمادی داشته باشند یا به طراحی‌های مقاوم‌تری نیاز خواهند داشت.
خنک‌کردن دیتاسنتر در فضا چگونه انجام می‌شود؟
خنک‌سازی یکی از مهم‌ترین چالش‌های مراکز داده زمینی است. دیتاسنترهای بزرگ برای دفع گرمای تولیدشده توسط پردازنده‌ها به زیرساخت‌های پیچیده و در برخی موارد حجم زیادی آب نیاز دارند.
اما در فضا شرایط کاملاً متفاوت است. در پروژه سان‌کچر، گوگل می‌خواهد روش‌های مختلف مدیریت حرارت را آزمایش کند؛ از جمله ترکیب لوله‌های حرارتی و رادیاتورهای ویژه که می‌توانند گرمای تولیدشده توسط تراشه‌ها را به محیط اطراف منتقل کنند.
موفقیت در این بخش اهمیت زیادی دارد، زیرا افزایش تعداد تراشه‌های پردازشی در یک ماهواره، گرمای بیشتری تولید می‌کند و کنترل دما به یکی از عوامل تعیین‌کننده در امکان‌پذیری دیتاسنترهای فضایی تبدیل خواهد شد.
ماهواره‌های بعدی گوگل قدرتمندتر خواهند بود
ماهواره آزمایشی فعلی تنها نخستین مرحله از پروژه سان‌کچر محسوب می‌شود. گوگل در مراحل بعدی قصد دارد ماهواره‌هایی با تعداد بیشتری تراشه پردازشی به فضا بفرستد.
یکی از اهداف مهم این آزمایش‌ها، بررسی امکان برقراری ارتباط با پهنای باند بسیار بالا و تأخیر بسیار کم میان پردازنده‌ها است. چنین ارتباطی برای اجرای بارهای کاری پیچیده هوش مصنوعی اهمیت زیادی دارد؛ زیرا مدل‌های بزرگ هوش مصنوعی معمولاً به تعداد زیادی پردازنده نیاز دارند که باید بتوانند حجم عظیمی از داده را با سرعت بالا میان یکدیگر جابه‌جا کنند.
در صورت موفقیت این آزمایش‌ها، گوگل می‌تواند به‌تدریج امکان ایجاد مجموعه‌هایی از ماهواره‌های پردازشی را بررسی کند؛ مجموعه‌ای که از انرژی خورشیدی برای اجرای بارهای محاسباتی هوش مصنوعی استفاده می‌کند.
گوگل تنها شرکت فعال در حوزه هوش مصنوعی فضایی نیست
ایده اجرای پردازش‌های هوش مصنوعی در فضا به گوگل محدود نمی‌شود. شرکت‌هایی مانند Starcloud نیز در این حوزه فعالیت کرده‌اند و تلاش‌هایی برای اجرای مدل‌های هوش مصنوعی در مدار زمین انجام داده‌اند.
از سوی دیگر، اسپیس‌ایکس نیز برنامه‌هایی برای توسعه ماهواره‌های مجهز به قابلیت‌های پردازش هوش مصنوعی مطرح کرده است. این روند نشان می‌دهد صنعت فناوری به‌تدریج در حال بررسی این پرسش است که آیا مدار زمین می‌تواند در آینده بخشی از زیرساخت محاسباتی موردنیاز برای رشد هوش مصنوعی را در خود جای دهد یا خیر.
بااین‌حال، تبدیل این ایده به یک دیتاسنتر فضایی واقعی هنوز با چالش‌های بزرگی مانند هزینه پرتاب، تعمیر و نگهداری، تابش‌های فضایی، خنک‌سازی، ارتباطات و عمر مفید تجهیزات مواجه است. پروژه سان‌کچر فعلاً در مرحله تحقیق و آزمایش قرار دارد و هنوز نمی‌توان آن را نشانه آغاز ساخت دیتاسنترهای تجاری در فضا دانست.
