12時(shí)12分，12顆太空計(jì)算衛(wèi)星，搭乘長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心順利升空。
這12顆計(jì)算衛(wèi)星，每一顆都具備太空計(jì)算和太空互聯(lián)的能力，將組成全球首個(gè)太空計(jì)算星座。
它們的背后，是商業(yè)航天企業(yè)國(guó)星宇航牽頭發(fā)起的“星算”計(jì)劃。
“星算”計(jì)劃首發(fā)星座發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功，將開啟全球“太空計(jì)算時(shí)代”新篇章。
未來(lái)，他們還計(jì)劃發(fā)射更多衛(wèi)星，織起一張由2800顆衛(wèi)星組成的太空計(jì)算大網(wǎng)。
“星算”計(jì)劃首批衛(wèi)星正式啟航
“星算”計(jì)劃由國(guó)星宇航牽頭，與首批54家高校、科研院所、上市公司、投資機(jī)構(gòu)等共同發(fā)起并投入建設(shè)。
本次太空計(jì)算星座021任務(wù)是國(guó)星宇航發(fā)起的“星算”計(jì)劃首發(fā)星座，也是之江實(shí)驗(yàn)室“三體計(jì)算星座”的首發(fā)星座，星座是不同主體投資、由國(guó)星宇航研制的一軌12顆計(jì)算衛(wèi)星組成。
其目標(biāo)是將算力服務(wù)器發(fā)射入軌形成天基智能計(jì)算基礎(chǔ)設(shè)施，其中本次發(fā)射任務(wù)是將首批十二顆計(jì)算衛(wèi)星入軌組網(wǎng)，每顆衛(wèi)星均具備太空計(jì)算、太空互聯(lián)的能力。
這批衛(wèi)星除配套了國(guó)星宇航自研的AI載荷外，還搭載了之江實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)研制的星載智能計(jì)算機(jī)等太空計(jì)算軟硬件和天基模型，實(shí)現(xiàn)了“算力上天、在軌組網(wǎng)，模型上天”。
相比于傳統(tǒng)的應(yīng)用型衛(wèi)星，計(jì)算衛(wèi)星將單顆衛(wèi)星的計(jì)算能力從T級(jí)提升至P級(jí)，首發(fā)星座在軌計(jì)算能力達(dá)到5POPS，極大地提升了單星高性能太空計(jì)算的能力。
并且這些衛(wèi)星還能形成“互聯(lián)網(wǎng)”一樣的互聯(lián)互通，衛(wèi)星之間使用激光通信，通信速度最高可達(dá)100Gbps。
該星座將完成系列天基計(jì)算基礎(chǔ)功能的在軌驗(yàn)證和應(yīng)用。
并且，太空中的計(jì)算衛(wèi)星，將不僅是一種新的算力部署方式，還會(huì)改變科學(xué)研究的范式，支撐科學(xué)家探索更多的未知。
太空計(jì)算中心可扮演“太空智能中樞”的角色，廣泛支持海量深空探測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)在軌計(jì)算與處理。
例如，本次發(fā)射的衛(wèi)星搭載了廣西大學(xué)和中國(guó)科學(xué)院國(guó)家天文臺(tái)研制的宇宙 X 射線偏振探測(cè)器，將通過(guò)天基天文時(shí)域模型對(duì)伽馬射線暴等各類瞬變?cè)催M(jìn)行在軌快速探測(cè)、證認(rèn)、分類，并觸發(fā)雙星協(xié)同觀測(cè)。
“星算”計(jì)劃未來(lái)還會(huì)有更多次發(fā)射，終極目標(biāo)中的天基算力網(wǎng)絡(luò)，將由2800顆計(jì)算衛(wèi)星組成。
其中，“星算”計(jì)劃02組星座目前已經(jīng)進(jìn)入設(shè)計(jì)研制階段，國(guó)星宇航衛(wèi)星團(tuán)隊(duì)正在加緊投入更強(qiáng)算力衛(wèi)星型號(hào)的研發(fā)工作。
那么，為什么人們要在太空中部署算力設(shè)施呢？
為什么算力要“上天”？
以人工智能行業(yè)最火熱的大模型為例，看似是一問(wèn)一答的簡(jiǎn)單應(yīng)用，實(shí)質(zhì)上卻是一個(gè)“吞金巨獸”。
OpenAI CEO奧特曼曾經(jīng)透露，ChatGPT僅僅因?yàn)橛脩粽f(shuō)的“謝謝”，就要多花費(fèi)數(shù)千萬(wàn)美元的成本。
在這當(dāng)中，能源成本是一個(gè)重要的構(gòu)成部分。
研究機(jī)構(gòu)分析，在以H100為基礎(chǔ)的設(shè)施上，一次普通的查詢，就會(huì)消耗約0.3Wh的電量。
什么概念呢？iPhone 14 Pro Max的電池容量大約是14.1Wh，也就是問(wèn)47個(gè)問(wèn)題消耗的電能，就足以充滿一部iPhone。
再看宏觀層面，根據(jù)國(guó)際能源署的數(shù)據(jù)， 到2026年，全球數(shù)據(jù)中心的總用電量可能超過(guò)1000太（10^12）瓦時(shí) ，也就是1萬(wàn)億度，大致相當(dāng)于日本的用電量。
而太空部署，恰恰是一個(gè)節(jié)約能源成本的有效方式。
沒(méi)有臭氧層的過(guò)濾，太空中能夠受到更多的太陽(yáng)輻射，并且沒(méi)有雨雪天氣，可以依靠太陽(yáng)能為算力設(shè)施提供持續(xù)的能源供給。
除了自身運(yùn)行消耗能源之外，算力設(shè)備的冷卻也是一項(xiàng)巨大消耗。
谷歌的環(huán)境報(bào)告顯示，在AI應(yīng)用還未普及的2022年，其數(shù)據(jù)中心52億加侖（約1970萬(wàn)噸）的冷卻水，相當(dāng)于1.36個(gè)西湖。
但太空中的低溫環(huán)境，可以作為天然的冷源，一些企業(yè)在極寒地區(qū)建立數(shù)據(jù)中心，同樣是出于這樣的思路。
電能和散熱全靠太空環(huán)境解決之后，除了日常維護(hù)之外，在太空中部署算力的成本，幾乎就只剩下了研制和發(fā)射這些一次性投入。
并且發(fā)射的成本也在下降，弗若斯特沙利文的報(bào)告顯示，中國(guó)衛(wèi)星的發(fā)射成本正在逐年降低，到今年預(yù)計(jì)是6萬(wàn)元每公斤。
除了成本之外，太空中的算力設(shè)備，還能作為“天基數(shù)據(jù)”處理的有效途徑，做到“天數(shù)天算”。
中國(guó)科學(xué)院院士、中國(guó)科學(xué)院大學(xué)杭州高等研究院院長(zhǎng)王建宇表示，隨著衛(wèi)星對(duì)地觀測(cè)的分辨率越來(lái)越高，數(shù)據(jù)量也在不斷增大，將數(shù)據(jù)全部送至地面再進(jìn)行處理，不僅傳輸量大，數(shù)據(jù)應(yīng)用的及時(shí)性也受到影響。
以遙感衛(wèi)星為例，過(guò)去其收集到的數(shù)據(jù)需要傳回地面進(jìn)行處理，并且傳輸過(guò)程存在帶寬瓶頸。
但此次發(fā)射的衛(wèi)星同時(shí)搭載了對(duì)地遙感載荷，可在獲得數(shù)據(jù)的第一時(shí)間進(jìn)行處理，然后直接將結(jié)果傳回地面，對(duì)自然災(zāi)害等異常現(xiàn)象的感知更加及時(shí)。
同時(shí)衛(wèi)星中也配備了高帶寬的傳輸設(shè)施，未來(lái)可能開放與第三方衛(wèi)星的通信，讓“天數(shù)天算”為更多的用戶提供服務(wù)。
另外，由于地空之間的專用通訊方式，太空計(jì)算中心也將比通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)連接的普通算力中心更加安全。
種種優(yōu)勢(shì)之下，太空算力中心的終極發(fā)展目標(biāo)，是與地面形成“天地協(xié)同”的互補(bǔ)，讓天基算力成為一種未來(lái)的新選擇。
天基算力將成為一種新的選擇
毫無(wú)疑問(wèn)，算力基礎(chǔ)設(shè)施在全球都已經(jīng)占有了舉足輕重的地位，其加速擴(kuò)張也是必然趨勢(shì)。
但地理空間和能源都存在有限性，所以人們也開始探索新的數(shù)據(jù)中心部署地點(diǎn)的腳步，拋開太空不談，在山洞、海底、極地等地區(qū)，都已經(jīng)有了數(shù)據(jù)中心的身影。
僅以海底為例，2015年，微軟建造了第一個(gè)海底數(shù)據(jù)中心的原型機(jī)，2018年把建造好的實(shí)驗(yàn)艙放進(jìn)了蘇格蘭奧克尼群島附近的海底，容器內(nèi)有864臺(tái)服務(wù)器。
在國(guó)內(nèi)，全球首個(gè)商用海底數(shù)據(jù)中心于2023年3月在海南陵水投入運(yùn)營(yíng)；今年2月，一個(gè)新的數(shù)據(jù)艙又接入該數(shù)據(jù)中心，形成了海底智算中心集群。
在這樣的模式之下，太空可能與海底、極地并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，只是代表了算力部署空間的一個(gè)新的探索方向。
據(jù)CNBC去年報(bào)道，歐盟同樣也產(chǎn)生了在太空中建設(shè)數(shù)據(jù)中心的想法。
并且截至當(dāng)時(shí)，歐盟已經(jīng)花費(fèi)了200萬(wàn)歐元（按當(dāng)時(shí)匯率約合1560萬(wàn)人民幣）進(jìn)行論證實(shí)驗(yàn)，從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度證明了這種想法的可行性。
在美國(guó)佛羅里達(dá)州，也有一家名為L(zhǎng)onestar Data Holdings的公司同樣將目光投向了太空，打算把算力中心建到月球上。
今年3月，該公司的一個(gè)微型數(shù)據(jù)中心已經(jīng)隨“雅典娜”月球著陸器一同抵達(dá)月球。
無(wú)獨(dú)有偶，華盛頓州的Starcloud公司，也計(jì)劃在本月發(fā)射一個(gè)衛(wèi)星數(shù)據(jù)中心，并于2026年中期開始商業(yè)運(yùn)營(yíng)。
無(wú)論是國(guó)內(nèi)還是國(guó)外，也無(wú)論國(guó)家隊(duì)還是商業(yè)公司，人們都已經(jīng)用行動(dòng)證明了，太空或?qū)⒊蔀槲磥?lái)算力部署的一個(gè)新選擇。
值得注意的是，歐盟的太空算力計(jì)劃，單是準(zhǔn)備好符合其要求的運(yùn)載火箭就要等到2035年，然后還要再預(yù)留15年的部署時(shí)間。
但在2025年的中國(guó)，第一批算力衛(wèi)星，已經(jīng)正式上天服役了。
這一次，中國(guó)走在了趨勢(shì)最前面。
