電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李彎彎）當(dāng)?shù)貢r(shí)間2月2日，馬斯克旗下SpaceX宣布收購(gòu)?fù)瑢倨淦煜碌?a target="_blank">人工智能企業(yè)xAI，xAI也證實(shí)“加入SpaceX”。馬斯克在SpaceX官網(wǎng)發(fā)布的備忘錄顯示，合并后公司預(yù)計(jì)每股定價(jià)約527美元，估值達(dá)1.25萬億美元，交易為全股票形式。此舉引發(fā)關(guān)注，核心目的是打造“天基數(shù)據(jù)中心”，把AI送上太空。

為何要打造“天基數(shù)據(jù)中心”？

當(dāng)前，AI發(fā)展高度依賴大型地面數(shù)據(jù)中心，但這些中心正面臨能源與效率的雙重危機(jī)，將AI送上太空建立“天基數(shù)據(jù)中心”成為破局之策。

從能源角度看，地面數(shù)據(jù)中心發(fā)展受制于能源墻。AI大模型訓(xùn)練耗電量驚人，電力需求呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，然而地面發(fā)電站建設(shè)速度緩慢，許多地區(qū)電力短缺。例如，xAI位于田納西州孟菲斯的數(shù)據(jù)中心就因加重當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)負(fù)擔(dān)而引發(fā)爭(zhēng)議。而太空中太陽能近乎無限，僅利用太陽輻射的極小部分能量，就足以支撐人類文明百萬倍的算力需求。并且，在特定軌道沒有大氣層遮擋和晝夜交替，太陽能發(fā)電效率遠(yuǎn)高于地面，能從根本上解決AI的電荒問題。

散熱方面，地面數(shù)據(jù)中心遭遇散熱墻難題。隨著芯片算力提升，傳統(tǒng)散熱方式難以為繼，地面數(shù)據(jù)中心制冷能耗大，超過40%的能耗用于制冷，且隨著發(fā)熱密度增加，風(fēng)冷、水冷方式愈發(fā)難以維持。太空則不然，其真空環(huán)境和超低溫背景為散熱提供了絕佳條件。通過設(shè)計(jì)輻射器，利用熱輻射原理就能高效散發(fā)廢熱，無需消耗大量水資源，突破了地面散熱的瓶頸。

在效率提升上，天基數(shù)據(jù)中心能帶來極致的效率革命。目前衛(wèi)星拍攝照片后需傳回地面處理，存在巨大延遲，傳輸帶寬還被大量無效數(shù)據(jù)占用。若AI在太空中直接處理數(shù)據(jù)，衛(wèi)星拍攝后AI立刻在軌分析，剔除無用信息，只將關(guān)鍵信息傳回地球，響應(yīng)時(shí)間可從“天級(jí)”縮短到“秒級(jí)”。這一變革對(duì)災(zāi)害預(yù)警、軍事偵察、氣象預(yù)測(cè)等領(lǐng)域具有顛覆性意義。

此外，天基數(shù)據(jù)中心還能繞開地面限制，實(shí)現(xiàn)全球化覆蓋。它具有物理隔離屬性，不受地面地緣政治、自然災(zāi)害直接影響，網(wǎng)絡(luò)安全環(huán)境獨(dú)特。同時(shí)，地面基站無法覆蓋海洋、沙漠和偏遠(yuǎn)山區(qū)，天基數(shù)據(jù)中心配合星鏈等通信網(wǎng)絡(luò)，可為全球任何角落提供低延遲的AI算力服務(wù)。

長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，天基AI是實(shí)現(xiàn)規(guī)?；瘮U(kuò)張的有效途徑。太陽蘊(yùn)含巨大能量，想要利用其百萬分之一，所需能量就遠(yuǎn)超人類文明目前用電總量。而太空在能源獲取和散熱方面具有地面無法比擬的優(yōu)勢(shì)，將AI送上太空建立天基數(shù)據(jù)中心，是解決當(dāng)前困境的重要選項(xiàng)。

將AI送上太空的技術(shù)路徑

實(shí)現(xiàn)“天基數(shù)據(jù)中心”并把AI送上太空，是一場(chǎng)分階段且意義深遠(yuǎn)的“星際遠(yuǎn)征”，馬斯克旗下項(xiàng)目與中國(guó)相關(guān)規(guī)劃正從不同路徑推進(jìn)這一偉大目標(biāo)。

馬斯克的規(guī)劃以星艦為核心，分階段穩(wěn)步推進(jìn)。低成本、高頻次的太空運(yùn)輸能力是實(shí)現(xiàn)天基數(shù)據(jù)中心的首要條件。星艦設(shè)計(jì)目標(biāo)驚人，單次發(fā)射能將200噸載荷送入軌道，還能實(shí)現(xiàn)每小時(shí)發(fā)射一次的高頻節(jié)奏，年運(yùn)載量可達(dá)百萬噸級(jí)。要構(gòu)建天基數(shù)據(jù)中心，需將成千上萬顆衛(wèi)星部署在特定軌道，形成“計(jì)算球”，衛(wèi)星間通過星間激光鏈路緊密相連，構(gòu)建龐大計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。目前，發(fā)射衛(wèi)星的需求成為星艦改進(jìn)的“倒逼機(jī)制”。今年，星艦將把性能更強(qiáng)大的V3版星鏈衛(wèi)星送入軌道，相比V2版，其單次發(fā)射增加的星座容量超20倍，還會(huì)發(fā)射新一代手機(jī)直連衛(wèi)星，實(shí)現(xiàn)全方位蜂窩網(wǎng)絡(luò)覆蓋。

能源與散熱是在太空運(yùn)行AI必須突破的物理限制。太空擁有近乎無限的太陽能，通過大面積柔性太陽能電池陣可將光能轉(zhuǎn)化為電能。同時(shí)，太空的真空環(huán)境和超低溫背景為散熱提供了絕佳條件，利用熱輻射原理就能高效散發(fā)芯片產(chǎn)生的廢熱。

讓衛(wèi)星具備在軌處理數(shù)據(jù)能力是核心任務(wù)。要將高性能AI服務(wù)器裝入衛(wèi)星，硬件需具備抗輻射能力或通過軟件算法屏蔽宇宙射線干擾。把訓(xùn)練好的AI大模型直接部署在衛(wèi)星上，衛(wèi)星就能在太空中直接識(shí)別地表火情、洪水或進(jìn)行天文觀測(cè)，僅把處理結(jié)果傳回地球。

從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，發(fā)射衛(wèi)星的需求將推動(dòng)星艦持續(xù)改進(jìn)和發(fā)射頻率提升。憑借高頻率、大運(yùn)載量，星艦每年能向軌道及更遠(yuǎn)空間輸送數(shù)百萬噸載荷。經(jīng)簡(jiǎn)單計(jì)算，每年發(fā)射100萬噸衛(wèi)星，若每噸衛(wèi)星產(chǎn)生100千瓦計(jì)算能力，每年就能增加100吉瓦AI計(jì)算容量，最終有望實(shí)現(xiàn)每年從地球發(fā)射1太瓦容量。據(jù)估算，2到3年內(nèi)，太空將成為生成AI算力成本最低的地方，這將加速物理學(xué)理解突破，促成造福人類的技術(shù)發(fā)明。而且，這一新星座將建立在成熟的太空可持續(xù)性設(shè)計(jì)和運(yùn)營(yíng)策略之上，包括壽命末期的報(bào)廢處理等，這些策略已在SpaceX現(xiàn)有寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)中取得成功。

星艦的能力還為在其他星球作業(yè)帶來可能。得益于空間推進(jìn)劑轉(zhuǎn)運(yùn)等技術(shù)進(jìn)步，星艦?zāi)茉谠虑蛏辖德浜Ａ控浳?，開展科學(xué)研究、建立制造業(yè)的永久性存在成為現(xiàn)實(shí)。月球工廠可利用月球資源制造衛(wèi)星，并將其部署到更深遠(yuǎn)的太空，通過使用電磁質(zhì)量投射器和月球制造技術(shù)，每年向深空投放500到1000太瓦的AI衛(wèi)星可行，這將提升人類在卡爾達(dá)舍夫等級(jí)上的排名，利用更多太陽能量。

中國(guó)則通過科研探索與產(chǎn)業(yè)布局兩條路徑推進(jìn)天基數(shù)據(jù)中心建設(shè)?？蒲刑剿髀窂揭灾瓕?shí)驗(yàn)室的“三體計(jì)算星座”為代表，聚焦于解決特定領(lǐng)域?qū)崟r(shí)處理問題。產(chǎn)業(yè)布局路徑以北京為代表的產(chǎn)業(yè)集群推進(jìn)“辰光一號(hào)”試驗(yàn)星，計(jì)劃分三步走，最終在2035年左右建成支持“天基主算”的大規(guī)模太空數(shù)據(jù)中心。

無論是馬斯克極具前瞻性的宏大規(guī)劃，還是中國(guó)穩(wěn)步有序的推進(jìn)路徑，都預(yù)示著天基數(shù)據(jù)中心與AI送上太空的時(shí)代正加速到來。

還有哪些技術(shù)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)？

將數(shù)據(jù)中心搬上太空構(gòu)建天基數(shù)據(jù)中心，雖是解決地面算力瓶頸的方案，但仍面臨諸多技術(shù)實(shí)現(xiàn)難點(diǎn)。

物理環(huán)境適配上，芯片面臨生死考驗(yàn)。太空無大氣層保護(hù)，高能粒子和太陽耀斑直接轟擊芯片，普通商用芯片在軌算力折損可能超30%。雖可用抗輻射的航天級(jí)芯片，但成本高且算力落后于最新商用芯片，如何兼顧高性能與穩(wěn)定性是難題。而且，太空熱量只能靠熱輻射散發(fā)，現(xiàn)代AI芯片熱流密度大，若熱量無法導(dǎo)出，芯片會(huì)過熱降頻甚至燒毀，現(xiàn)有散熱方案復(fù)雜，還與衛(wèi)星小型化、輕量化需求沖突。

在軌運(yùn)維與可靠性方面，衛(wèi)星發(fā)射后物理維修成本極高或不可能，需具備自愈能力，部分模塊損壞時(shí)系統(tǒng)能自動(dòng)隔離故障并重組，保證整體算力不中斷。同時(shí)，衛(wèi)星每90分鐘經(jīng)歷一次劇烈冷熱循環(huán)，會(huì)導(dǎo)致材料熱脹冷縮，引發(fā)結(jié)構(gòu)形變或連接器松動(dòng)，對(duì)精密的激光通信和計(jì)算組件構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。

基礎(chǔ)設(shè)施與生存環(huán)境上，大型天基數(shù)據(jù)中心由眾多衛(wèi)星組成“星座”，衛(wèi)星間靠激光通信傳輸數(shù)據(jù)。目前星間激光鏈路面對(duì)AI訓(xùn)練海量數(shù)據(jù)交互，帶寬可能不足，且激光通信指向精度要求高，衛(wèi)星高速飛行和姿態(tài)調(diào)整時(shí)維持鏈路穩(wěn)定困難。此外，近地軌道衛(wèi)星密度增加，凱斯勒現(xiàn)象風(fēng)險(xiǎn)上升，如何讓數(shù)據(jù)中心具備自主規(guī)避碎片能力亟待解決。

寫在最后

SpaceX并購(gòu)xAI打造“天基數(shù)據(jù)中心”，將AI送上太空，是馬斯克為解決地面AI發(fā)展困境、推動(dòng)人類文明向太空拓展的重大舉措。盡管面臨諸多技術(shù)挑戰(zhàn)，但通過分階段戰(zhàn)略和不斷的技術(shù)創(chuàng)新，以及全球包括中國(guó)在內(nèi)的各方努力，這一目標(biāo)有望逐步實(shí)現(xiàn)。一旦成功，“天基數(shù)據(jù)中心”將開啟一個(gè)全新的太空算力時(shí)代，為人類帶來前所未有的發(fā)展機(jī)遇和變革。