谷歌公司近日宣布，正式啟動一項(xiàng)名為“太陽捕手計(jì)劃”的重大科研項(xiàng)目，旨在探索在太空構(gòu)建由太陽能驅(qū)動的人工智能計(jì)算網(wǎng)絡(luò)。這一計(jì)劃被業(yè)界視為具有顛覆性意義的“登月級”創(chuàng)新，有望重新定義未來AI算力的基礎(chǔ)設(shè)施架構(gòu)。

根據(jù)其發(fā)布的學(xué)術(shù)論文，該項(xiàng)目核心構(gòu)想是在近地軌道部署由數(shù)十乃至數(shù)百顆微型衛(wèi)星組成的星座系統(tǒng)。每顆衛(wèi)星均搭載谷歌自主研發(fā)的Tensor Processing Unit（TPU）芯片，通過高精度自由空間光通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)星間互聯(lián)，最終形成可動態(tài)擴(kuò)展的分布式計(jì)算集群。這種設(shè)計(jì)突破了傳統(tǒng)地面數(shù)據(jù)中心的物理限制，理論上可提供近乎無限的算力擴(kuò)展空間。

太空環(huán)境為該計(jì)劃提供了獨(dú)特優(yōu)勢。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，衛(wèi)星搭載的太陽能電池板在太空中的光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)地面設(shè)備的8倍以上，且能實(shí)現(xiàn)接近24小時(shí)的持續(xù)發(fā)電。這種能源模式不僅解決了AI訓(xùn)練對電力資源的巨大需求，更從根源上降低了碳排放——據(jù)測算，同等算力規(guī)模下，天基系統(tǒng)的能耗僅為地面數(shù)據(jù)中心的1/10。

技術(shù)驗(yàn)證工作已取得關(guān)鍵突破。項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在地面模擬環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了單鏈路800Gbps的光通信速率，并開發(fā)出基于微秒級軌道修正的衛(wèi)星編隊(duì)控制算法，可使多顆衛(wèi)星在數(shù)百米間距內(nèi)保持穩(wěn)定隊(duì)形。針對太空輻射問題，經(jīng)過改良的TPU芯片在模擬環(huán)境中經(jīng)受住了遠(yuǎn)超五年任務(wù)周期的輻射劑量測試，展現(xiàn)出極強(qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性。

成本分析顯示該項(xiàng)目具有經(jīng)濟(jì)可行性。隨著商業(yè)航天發(fā)射成本的持續(xù)下降，谷歌預(yù)測到2030年代中期，衛(wèi)星發(fā)射單價(jià)可能降至每公斤200美元以下。屆時(shí)，建設(shè)天基AI計(jì)算中心的綜合成本將與地面高端數(shù)據(jù)中心相當(dāng)，而其運(yùn)算效率和能源利用率則具備顯著優(yōu)勢。

按照規(guī)劃，谷歌將于2027年與衛(wèi)星遙感企業(yè)Planet開展合作，發(fā)射兩顆技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星。這兩顆衛(wèi)星將重點(diǎn)測試TPU芯片在真實(shí)太空環(huán)境中的運(yùn)行穩(wěn)定性，以及多星協(xié)同完成分布式機(jī)器學(xué)習(xí)任務(wù)的能力。此次試驗(yàn)成果將直接決定后續(xù)大規(guī)模部署的技術(shù)路線。