谷歌，准备升空
谷歌的太空征程即将启幕。
皮查伊发布长篇公告称，将于10月1日启动Suncatcher项目的首次轨道测试，其计算能力相当于地面上一台服务器。
早在去年11月，谷歌就已对外披露Suncatcher项目。该项目被定义为谷歌的“长期研究”，旨在探索如何将计算能力大规模部署至太空。当时，谷歌宣布与卫星公司Planet合作，计划在2027年初先发射两颗原型卫星，以验证这一构想以及卫星间能否通过激光实现相互通信。
常言道，算力的尽头是能源。在太空中，不仅能持续获取更强的太阳能，还无需为服务器建造数据中心。然而，这仅是表面现象。Suncatcher背后，实际上是谷歌自创立之初便怀有的终极浪漫幻想，与如今建立在AI之上的商业现实之间的一次交汇。
这是一个怎样的项目？
确切地说，谷歌此次送入太空的是一颗代号为MVP（最小可行产品）的卫星。它搭乘SpaceX的Transporter-18拼车任务，由猎鹰9号火箭从加州范登堡太空军基地发射，进入一条几乎始终被阳光照耀的低地球轨道。卫星尺寸与冰箱相当，其平台由旧金山的卫星成像公司Planet Labs提供。
卫星内部搭载了4颗谷歌自研的TPU，总计算能力约等于地面数据中心的一台服务器。供电依靠太阳能板，输出功率约1千瓦，大致够一台微波炉或吹风机使用。谷歌计划让Suncatcher运行约一年，而卫星本身在轨道上最多可停留6年，随后将再入大气层烧毁。
皮查伊表示，此次任务主要测试硬件性能与散热能力，检验TPU能否承受发射、辐射和散热这三大挑战。
轨道选择也至关重要。MVP进入的是一条“晨昏太阳同步轨道”，使卫星始终贴着地球的晨昏线飞行，几乎能持续接受阳光照射。在地面，太阳能板受光照强度、昼夜及天气限制，但在太空中，太阳辐射更强，同样面积的板能发出的电量最高可达地面的8倍，且几乎能连续供电。
谷歌计划用81颗卫星排成一个半径约1公里的阵列，平均轨道高度约650公里，再通过激光星间链路（自由空间光通信）将它们汇聚成一个算力集群。尽管轨道空间广阔，但这些卫星仍需“挤”在一起，因为要让太空算力追平地面数据中心，卫星间的通信必须又快又稳。
目前卫星间的激光链路速率大多在每秒1到100吉比特，且专为“远距离、低带宽”设计。但谷歌的核心目的是训练AI，因此该阵列需要“极短距离、极高带宽”。根据谷歌预测，要运行分布式训练，单条链路需达到每秒10太比特的聚合带宽。距离拉近后，所需的接收光功率大幅下降，精度相当于让两颗高速移动的卫星在几英里外对准对方一个硬币大小的目标。
正如前文所述，将AI芯片送入太空，谷歌的工程师需过三关。第一关是发射本身。火箭升空约需10分钟，卫星会承受持续加速，局部组件可能瞬间承受50到100倍重力加速度，还需应对剧烈振动。发射前，团队在三个轴向上对卫星进行了测试，以模拟火箭的振动频率。
第二关是辐射。太空中的宇宙射线和太阳活动可能使电子元件发生“位翻转”，即单个粒子撞击可将一个比特从0变为1，导致计算出错。为对抗辐射，谷歌将TPU放入加州大学戴维斯分校的加速器中，用67 MeV的质子束轰击，同时运行AI任务。初步结果显示，芯片扛住了相当于5年以上任务的辐射剂量，但显存方面仍出现了一些无法纠正的错误。谷歌表示，该错误率“对推理来说大概可以接受”，对训练的影响还需继续研究。
第三关是散热。太空是真空环境，无空气对流，风扇完全无用，而AI芯片发热极大。谷歌的方案是用一层可变形的“导热界面材料”将芯片连接到铝和铜制成的热管上，再将热量导至散热板，辐射进太空。但散热板能力有限，因此此次测试中，TPU只能断断续续运行，每次约15分钟，之后需停机等待散热板排热。谷歌将在这颗卫星上运行Gemini模型进行测试，但无法使其持续工作。
该项目由谷歌高级总监特拉维斯·比尔斯牵头，他所在的部门名为“Paradigms of Intelligence”（智能范式）。皮查伊强调，这是通向“轨道数据中心”的一块垫脚石，并非一次产品发布。2027年，谷歌还计划再发射两颗原型卫星，专门验证激光星间链路。至于Suncatcher何时能从“项目”变为“产品”，皮查伊表示，那还需等待很多年。
一切的动机是什么？
训练和运行大模型有多耗电已非秘密。2026年，全球所有超大规模数据中心厂商都在满世界寻找电力，从美国弗吉尼亚的数据中心走廊一路抢到爱尔兰。地面上的电力资源已基本瓜分殆尽。谷歌的思路是，与其在地面抢电、抢地、抢水，不如去外太空寻找机会。
除了太阳能本身，太空没有居民、农田或社区反对，也省去了为服务器建造数据中心、连接电网、耗水冷却等一系列麻烦。谷歌在论文中表示，太阳输出的功率是人类总发电量的一百万亿倍以上。
Suncatcher的另一大特点是模块化。在许多科幻作品中，太空研究中心通常是“巨构建筑”，体积庞大且装满计算机。但谷歌并未选择此方案，并在论文中专门讨论了这种“整体式”结构，结论是它需靠人或机器人在太空现场组装，碰撞规避更困难，结构强度要求还会推高重量和复杂度。谷歌的选择是用一批更小的卫星，保持极近的队形编队飞行。这样做的好处是可扩展性：需要更多算力，就多发几颗卫星，理论上可像搭积木一样无限堆叠，直至填满整条晨昏轨道。
理论上可行，不代表经济上划算。谷歌算过一笔账：目前将一公斤载荷送入低地球轨道的成本约在1500到2900美元之间，但此价格仅为构想，实际成本可能更高。谷歌表示，要让Suncatcher真正成立，成本需降至约每公斤200美元。为何是200美元？因为美国数据中心的用电成本约为每千瓦每年570到3000美元。若发射成本能降至每公斤200美元，将发射成本摊到卫星整个寿命中，按每千瓦计算，便可能和地面数据中心的能源成本大致相当。
谷歌表示，实现每公斤200美元的目标需两个前提：SpaceX的星舰顺利投入使用，且之后能做到一年发射180次。因此，谷歌预计至少要到2035年才能实现。届时，天基数据中心的发射和运营成本按每千瓦每年计算，可能和同等规模地面数据中心的能源成本持平。当然，那时地面数据中心的用电成本本身也会变化，可能更高或更低。
虽然2035年还很遥远，但太空竞赛已经打响。 马斯克早说过，SpaceX“要做”太空数据中心。皮查伊发帖宣布MVP上天后，马斯克回复了两个火箭表情，随后又表示：“太空中的算力总量，显然会趋近于全部算力的100%。”亚马逊创始人贝索斯也曾称，10年后太空将出现吉瓦级的数据中心。前谷歌CEO埃里克·施密特收购了火箭公司Relativity Space，也要将数据中心送入太空。创业公司Starcloud已将一颗搭载英伟达H100的卫星送入轨道，并表示有朝一日将建造一座5吉瓦、横跨4公里太阳能阵列的太空数据中心。
谷歌的Moonshot
如果仅从商业角度理解Suncatcher，其实没什么可讲的。毕竟花大钱将芯片送入太空，难道只为省点电？因为商业只是其外表。真正让该项目得以成立的根源，是谷歌从创立之初便埋下的“登月”文化。
故事要从2005年讲起。那年，斯坦福教授塞巴斯蒂安·特龙带着一群学生，造出一辆名为Stanley的无人车，参加美国国防高级研究计划局举办的大挑战赛。比赛要求无人车穿越加州一条132英里的越野赛道。Stanley跑完全程，拿下冠军，一战成名。观众中便有谷歌创始人拉里·佩奇和谢尔盖·布林，据说他们还乔装打扮了一番。他们不仅来看比赛，还准备挖人。2007年，佩奇将特龙请进谷歌，并给予几乎不受限制的资源。特龙没让人失望：他为无人车安装的360度车载摄像系统后来变成谷歌街景；2009年1月，他又发起自动驾驶项目Project Chauffeur，最终长成今天的Waymo。于是佩奇给了他一个史无前例的职位——谷歌第一位“其他事务总监”，专门管理那些“投资人看不懂、但很酷”的事情。
光有特龙还不够。佩奇还看上了阿斯特罗·泰勒。泰勒是卡内基梅隆大学人工智能博士，加入谷歌前连续创业，做过可穿戴公司BodyMedia和AI投资基金Cerebellum Capital。佩奇看中的正是他“把疯狂点子变成生意”的履历，于是将他招为“新产品总监”。
1962年9月12日，时任美国总统肯尼迪在莱斯大学演讲：“我们决定在本十年内登月。”1969年，阿波罗11号成功登月。从此，“moonshot”在英语中代表“公开、有期限、技术上离谱、但硬是调动资源干成”的宏大目标。佩奇和布林都上过蒙台梭利学校。佩奇曾表示：“我们都上过蒙台梭利学校，我想正是那种‘不服从规则与命令、自我驱动、对世界不停发问、做事跟别人不太一样’的训练，让我们有点不一样。”
2010年，谷歌内部出现一个半秘密的实验室——Google X，由泰勒和特龙牵头，专门承载这种“登月”文化。泰勒说，阿波罗计划就是X的精神原型，把不可能变成可能。他还总结出一条反直觉规律：让人去做一件好10倍的事，比让人去做好10%的事更容易。因为10%的改进仍在老路上与所有人比拼聪明；而10倍的目标会迫使人彻底换一条路。后来Google X直接更名为X, The Moonshot Factory（登月工厂），泰勒也被称为“登月队长”。
X与普通企业研究院不同。普通研究院忙着为母公司主营业务做改进，X的任务是解决谷歌核心业务之外的难题。它不背营收指标，也无需按时交出产品。此时再回头看Suncatcher，一切才顺理成章。谷歌在官方博客中明确将其与两个“前辈”并列：10多年前起步的量子计算和15年前的自动驾驶。Suncatcher是谷歌登月传统中的新成员。它和前辈们一样，诞生之初看似疯狂。但也正是这种“先不管划不划算、先把不可能试一试”的文化，才是谷歌敢将服务器送入太空的核心理由。爱游戏网页登录入口作为行业观察者，我们持续关注此类前沿探索。
本文来自微信公众号“字母AI”，作者：苗正，36氪经授权发布。