Google AI晶片搭乘SpaceX火箭升空 首度進行太空資料中心軌道測試

Alphabet 將旗下自研的人工智慧晶片送入地球軌道,正式開啟太空運算技術的實體驗證。這項行動代表科技巨頭開始嘗試將 AI 算力基礎設施,從能源與土地資源受限的地面延伸至外太空。

太陽捕手計畫首度進入軌道測試

在加州范登堡太空軍基地執行的共乘任務中,載有 Alphabet 自研張量處理器(Tensor Processing Unit, TPU)的原型衛星順利部署至低地球軌道(Low Earth Orbit, LEO)。該衛星由合作夥伴 Planet Labs 製造,屬於 Google「太陽捕手計畫」(Project Suncatcher)的一環。發射後研發團隊已成功與該衛星建立通訊,初步確認晶片運作符合預期。

本次測試並非直接建置大規模機房,而是先評估單一運算單元能否承受火箭發射時劇烈震動,以及軌道上的真空、宇宙輻射與極端溫差。研究團隊先前已在戴維斯加州大學進行過模擬測試,這次則是首度驗證真實太空環境對晶片效能與壽命的影響。

軌道日照優勢與星群運算構想

由於低地球軌道幾乎能獲得無間斷的太陽照射,其發電效率最高可達地面的八倍。若能直接以太陽能提供運算所需電力,將能大幅提升能源利用率。依照長期規劃,團隊預計於次年再部署兩顆測試衛星,遠期則構想由八十多顆衛星組成軌道編隊,透過衛星間的高速通訊進行協同 AI 負載處理。

除了商業科技公司之外,航太業者同樣看好軌道運算前景。例如太空探索科技公司(SpaceX)也在研發結合繪圖處理器(Graphics Processing Unit, GPU)與太陽能組件的運算衛星,目標是在數年內建置太空超級運算設施。隨著商業發射成本持續下降,預估數年後軌道資料中心的單位營運成本將逐漸逼近地面設施。

產業觀察

傳統地面資料中心在各國普遍面臨高耗電、水資源消耗以及土地取得不易等挑戰,甚至經常引發周邊社區的反對。將部分算力轉移至太空,理論上可利用無盡的太陽能與太空空間解開電力瓶頸。然而,太空資料中心仍須克服熱散逸困難(真空環境缺乏傳導介質,僅能靠輻射散熱)、太空碎片威脅以及維修困難等硬體挑戰。

對於台灣航太與半導體供應鏈而言,太空運算的興起將帶動抗輻射晶片封裝技術、高傳導散熱材料、衛星間雷射通訊(Optical Inter-Satellite Links)模組以及太空級太陽能電池等領域的需求。隨著太空運算設備規格提升,相關台廠供應鏈若能提早布局符合太空標準(Space-Grade)的零組件與測試服務,將有機會在未來的軌道 AI 產業鏈中佔據關鍵位置。

背景知識

張量處理器(Tensor Processing Unit, TPU)是 Alphabet 專為加速機器學習與深度學習演算法所設計的專用積體電路(ASIC)。相較於一般通用型中央處理器(CPU)或繪圖處理器(GPU),TPU 在處理矩陣運算時具備極高效率,能顯著降低特定 AI 模型的耗電量與處理時間。

低地球軌道(LEO)是指距離地球表面約一百六十公里至二千公里之間的軌道區域。由於距離較近,衛星通訊延遲較低,且發射成本相對較低,成為當前商業衛星與運算設施首選部署區域。此外,本次發射所採用的「共乘任務」(Transporter Mission),是指一家航太發射業者在同一枚火箭上同時裝載多家客戶的微型衛星或酬載,藉由共享發射費用來大幅降低單一衛星升空的財務門檻。

常見問題

什麼是「太陽捕手計畫」(Project Suncatcher)?

這是 Alphabet 提出的太空 AI 運算研究計畫,旨在測試將 TPU 晶片部署於軌道衛星上,利用太空充足的太陽能進行機器學習運算的可行性。

將資料中心建置在太空有什麼優勢與挑戰?

優勢在於低地球軌道可獲得最高達地面八倍的太陽能發電量,且不受地面土地與電力爭議限制;挑戰則包括真空環境散熱困難、宇宙輻射干擾以及太空碎片威脅。

太空資料中心對台灣供應鏈有哪些潛在商機?

太空運算的發展將推升抗輻射晶片封裝、太空級散熱模組、衛星雷射通訊元件及高效率太空太陽能板等零組件的需求。

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