谷歌的AI芯片已进入轨道。太空数据中心仍是一场遥远的赌注。
2026年10月1日,SpaceX的猎鹰9号火箭将谷歌制造的AI计算实验载入近地轨道,标志着该公司首次在太空测试其定制的AI芯片。这颗原型卫星——大约有家用冰箱大小——搭载SpaceX的Transporter-18拼车任务从加利福尼亚州范登堡太空军基地升空,作为谷歌Project Suncatcher的首次在轨测试。
谷歌在发射后不久确认与卫星建立了联系。该公司在一篇博客文章中表示:“这是长期研究登月计划的第一步,旨在探索太空是否有一天可承载可扩展的机器学习基础设施。”
该卫星由Planet Labs与谷歌合作建造,搭载了谷歌的四块张量处理单元(TPU)——与该公司在地面数据中心使用的芯片系列相同。这四块芯片合计可提供大致相当于一台地面服务器的计算能力。太阳能电池板提供约1千瓦的电力,卫星设计运行约一年,运行谷歌Gemma AI模型的版本以回答简单查询。
然而,热量施加了严格限制。由于太空真空没有气流,芯片每次只能以全功率运行约15分钟,之后必须关闭以冷却。谷歌已在地面热真空室中测试了热管和散热器的组合,但该公司将冷却描述为轨道数据中心的“关键研究挑战”。
辐射是第二大担忧。发射前,谷歌在加州大学戴维斯分校的克罗克核实验室将TPU暴露于质子束中,模拟了五年太空任务的累积辐射剂量。这些芯片表现出相对较强的辐射耐受性;出现诸如位翻转之类的错误,但通常可通过重启芯片解决。
将AI计算移出地球的理由主要基于能源。谷歌表示,近地轨道卫星可接收近乎持续的阳光,产生的太阳能最多是地面电池板的八倍。这一点很重要,因为地面AI数据中心正面临电力供应、土地使用和地方反对的日益增长的限制。
谷歌的长期愿景要求卫星群以紧密编队飞行并通过高带宽激光链路通信。当前设计设想81颗卫星在约650公里轨道上运行,并行处理AI工作负载。该公司计划在2027年再发射两颗卫星,以测试它们之间的激光通信——这一能力被谷歌比作在两点均移动时从数英里外击中一枚硬币大小的目标。
经济性仍是最大的未知问题。在《焦耳》期刊发表的一篇同行评审论文中,谷歌估计,到2030年代中期达到每公斤发射成本约200美元,需要SpaceX的星舰在未来十年飞行约1800次——大约每年180次发射,每次运载约200公吨,或总共约37万公吨的有效载荷。如果发射价格降至如此低的水平,谷歌计算,太空数据中心的发射和运营成本可能与地面设施相当。
SpaceX正在推进其自身的轨道AI计算计划。该公司概述了一个由配备GPU和太阳能电池阵列的数据中心卫星组成的星座,将与特斯拉合作生产。SpaceX首席运营官格温·肖特韦尔在9月份表示,公司目标是在2027年部署“太空超级计算”。埃隆·马斯克表示,太空数据中心将成为训练AI的最便宜方式,并且这一“将在两年内实现,最多三年”。
谷歌的母公司Alphabet也是SpaceX的主要投资者,在2026年6月SpaceX创纪录的首次公开募股后,其持有的股份目前价值超过820亿美元。尽管两家公司的AI部门存在竞争,但它们仍是亲密的合作伙伴。
行业专家则更为谨慎。火箭发射的容量仍然有限且昂贵,而轨道数据中心还需要冷却系统、针对极端温度和辐射加固的芯片,以及防止太空碎片和轨道拥挤的保护。在地球上例行维护硬件几乎是不可能的,因为硬件在数百英里以上的轨道上环绕地球。
谷歌自身的领导人也呼应了这种谨慎态度。谷歌研究高级副总裁詹姆斯·马尼卡表示,公司预计在未来几年内不会出现真正可用的产品,将这一努力与谷歌自动驾驶项目花费约15年才见效相比较。领导Project Suncatcher的谷歌高级总监特拉维斯·比尔斯表示,他看不到太空计算在五年内比地面替代方案更便宜,并补充道:“如果这在技术上可行,但总是太贵而不实用,那并没有多大帮助。”
已确认:原型卫星已在轨道上并按预期运行,四块TPU在约1千瓦的太阳能电力下运行,执行为期一年的任务。任务结束后,卫星预计将绕地球运行长达六年,直到引力将其拉回并在大气层中烧毁。
未知因素:芯片在长时间暴露于真实太空辐射和热条件下的表现如何,以及冷却系统能否扩展到超过15分钟的运行时段。
接下来期待:未来几周的在轨性能数据,随后是计划于2027年发射两颗卫星以测试航天器之间的高带宽激光通信。