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Google 拟将 Trillium TPU 随 SpaceX Transporter-18 送入近地轨道,进行 Project Suncatcher 首次在轨测试
图为 Space.com 关于此次任务的报道配图(资料图)。
Alphabet 旗下的 Google 准备把自研的 AI 芯片送上近地轨道。据 ,Google 的 Trillium TPU 芯片将随 SpaceX 的 Transporter-18 拼车任务升空,地球成像公司 Planet 也参与这次任务。
对 Google 来说,这是 ;这个项目在 2025 年公布,研究能否把 ,在轨道上扩展机器学习算力。
按 ,Falcon 9 火箭将于加州当地时间 10 月 1 日上午 11:18(北京时间 10 月 2 日凌晨 2:18)从范登堡太空军基地的 SLC-4E 工位发射,窗口长 58 分钟,10 月 2 日同一时间还有备份机会。截至发稿,火箭尚未升空。
Google 在 9 月 24 日的博客中说,这颗原型卫星要收集 TPU 在飞行力学环境、辐射和温度极端条件下的在轨数据;称,公司把首飞定性为找出潜在失效点的「学习任务」,而不是演示一套可运行的轨道数据中心。
首飞卫星 Project Suncatcher M1:冰箱大小,Planet 建造,载四颗 TPU
在 SpaceX 的部署清单里,这颗卫星名为 Project Suncatcher M1,申报方为 Planet Labs。Transporter-18 共搭载 130 个载荷,包括立方星、微卫星和托管载荷。
说,这颗卫星体积与冰箱相当,里面装着四颗 Google 自研的 TPU;在地面的数据中心,同类芯片以数千颗为单位部署。航天器本身来自 Planet,这是一家总部在旧金山的地球成像公司,长期运营大型对地观测卫星星座;称,这颗卫星正是由 Planet 建造。按原本的安排,Google 会在 2027 年发射两颗定制卫星,但公司想加快进度,于是把芯片直接装进一颗 Planet 已为早期测试建好的卫星。
Ars Technica 还引述说,这颗卫星的太阳能板功率约 1 千瓦,大致只够带动一台微波炉或吹风机。
说,Transporter-18 上共有 20 颗 Planet 的卫星,除 Google 的 Suncatcher 外还有 Tanager-2 和 18 颗 SuperDoves;他把这次飞行称为「第一次把 TPU 送上太空」。
升空前,硬件已经通过振动和质子束测试
Google 在博客里描述了升空前做过的验证。第一项是发射力学:飞向近地轨道的旅程约 10 分钟,航天器要承受最高约 10 倍重力加速度的持续载荷;像 TPU 芯片这样的单个部件,受力可能达到 50~100 g。团队把卫星沿三个轴向反复摇晃,模拟火箭发射的振动频率,结果硬件扛住了,Google 说这有点出乎团队预料。
第二项是辐射。团队在加州大学戴维斯分校的 Crocker 核实验室用 67 MeV 质子束照射 TPU,同时让它运行 AI 负载。高带宽内存(HBM)子系统是最敏感的部分:累计剂量到 2 krad(Si) 后才开始出现异常,接近预期中带屏蔽的五年任务剂量(750 rad(Si))的三倍;在单芯片最高测试剂量 15 krad(Si) 之内,没有出现由电离总剂量(TID)导致的硬失效。Google 说,初步结果显示 Trillium TPU 能承受超过五年任务剂量的电离总剂量。
地面测试替代不了在轨验证:路透社解释,太空辐射可能以「位翻转」(bit flip)等方式干扰电子设备;Google 也说,有些问题只有在太空里才能得到答案。《纽约时报》在报道中写了旧金山实验室里的准备场景:技术人员身穿防护服、头戴发网检查这颗卫星,把它放上台面快速摇晃,并在每颗螺丝上画一道细线,用来判断测试中是否出现松动。
Google 官方博客 Project Suncatcher 视频系列画面:AI 硬件能在太空存活吗?(图片:Google)
真空里没有风:散热和激光互联的工程题
TPU 会在很小的面积上产生大量热量,而太空中没有空气流动,真空里只能靠散热器把热量辐射出去。Google 说,团队正在尝试的多种路线之一是把热管和散热板组合起来,并已在能同时模拟真空与温度环境的热真空舱里测试过,接下来要看它在真实太空中的表现。
把计算放到近地轨道也有能量上的理由:在太阳同步的晨昏轨道上,卫星几乎一直晒得到太阳,太阳能板发电量最高可达地面的 8 倍,还能减少对蓄电池的依赖。
Google 的设想里,算力靠集群来实现:未来的卫星每颗搭载数十颗 TPU,以集群方式编队飞行,用激光保持高带宽连接;公司形容这需要极高的精度,「好比在两个点都在移动时,打中数英里外一枚硬币大小的目标」。地面演示中,一对光收发器已实现单向 800 Gbps、双向 1.6 Tbps 的传输;研究团队给出的算例里,81 颗卫星的平均轨道高度 650 公里、集群半径 1 公里,相邻卫星间距在 100~200 米之间摆动。
Google 官方博客 Project Suncatcher 视频系列画面:如何给太空中的 AI 芯片散热?(图片:Google)
这项技术要到 2027 年进入轨道验证:Google 计划届时发射两颗卫星测试激光互联;称,它将为 Google 部署这两颗原型卫星,目标 2027 年初发射。
TPU 的账本:首次确认销售收入与 5,140 亿美元订单储备
Barchart 的报道还给出了一组 TPU 业务的数字:Google 首席财务官 Anat Ashkenazi 披露,2026 财年第二季度是公司首次确认 TPU 销售收入;同期 Google Cloud 的订单储备从一年前的 1,060 亿美元升至 5,140 亿美元,Anthropic 和 Apple 都在客户名单上。
报道还提到 Google 与 Blackstone 合作成立的 AI 云公司 Crux AI:Blackstone 承诺首期 50 亿美元股权投资,高盛、巴克莱、法国巴黎银行、三井住友等银行组成的财团安排了 220 亿美元债务融资,用于购买 Google 的 TPU 与软件服务;Crux 计划在 2027 年前上线首批 500 兆瓦专用 AI 数据中心容量。摩根士丹利预计 Google 将售出 100 万颗 TPU,2027 年和 2028 年的部署规模分别为 3.2 吉瓦、4.2 吉瓦,对应收入 840 亿美元和 1,080 亿美元。
Barchart 注意到,这则消息还没有给 Alphabet 股价带来明显提振:截至 9 月 30 日,其股价今年累计上涨约 9%,落后于标普 500 指数 12% 的涨幅。路透社还提到,SpaceX 和 Starcloud 也在推进近地轨道数据中心;Space.com 写道,SpaceX 计划运营百万颗规模的 Starmind AI 卫星星座,最快明年开始建设。
首飞之外:轨道计算的商业化还需数年
路透社报道称,考虑到高昂的发射成本、工程约束和卫星产能瓶颈,专家认为这类方案距离商业可行还需要数年。
Google 的研究博客给出过一组远期推演:按历史与预测的发射价格推算,如果学习曲线延续,到 2030 年代中期发射成本可能降至每公斤 200 美元以下,届时轨道数据中心按每千瓦每年折算的成本,可能与地面数据中心公布的能耗成本大体相当;不过研究同时列出了尚未解决的工程问题:热管理、地面通信和在轨系统可靠性。
按 SpaceX 的部署时序,Suncatcher M1 会在升空约 61 分钟后从火箭上释放,7 秒后是 Planet 的 Tanager-2。Google 说,首飞的发现将用于修正设计、指导之后的发射;而 Trillium 在真实轨道环境中的表现数据,要等这颗卫星释放之后才会开始回传。