グーグル、AI宇宙センター「プロジェクト・サンキャッチャー」を始動

Google has announced a new research initiative called “Project Suncatcher,” which aims to build a large-scale AI infrastructure in space. The goal is to build a scalable computing platform for AI in space by equipping a fleet of solar-powered satellites with their own AI accelerator, the Tensor Processing Unit (TPU), and interconnecting them with a free-space optical link. The details of the announcement are summarized in the paper “Towards a future space-based, highly scalable AI infrastructure system design.”

“Space Power Generation” for AI: The Full Picture and Challenges

AIは社会の発展を支える基盤技術となりつつあり、その計算需要は年々拡大しています。そこでグーグルは、宇宙で大規模なAI計算を行う可能性を探っています。太陽は、現在人類が使っているエネルギーの100兆倍以上のエネルギーを発しています。適切な軌道に配置されたソーラーパネルは昼夜や天候に左右されず、地上の最大8倍もの電力を発電し、ほぼ連続的に電力を供給します。この特性を生かし、宇宙で大規模なAI計算を行うことで、地球環境への負荷を軽減できる可能性があります。プロジェクト・サンキャッチャーでは、単一の大型衛星ではなく、複数の小型衛星を広帯域の光通信でつないだモジュール式のシステムを構築することを想定しています。各衛星にはTPUが搭載され、衛星間通信によって地上のデータセンターに匹敵する性能を達成することが目標です。 .

To maximize sunlight exposure, the constellation will be placed in a sun-synchronous orbit that constantly passes over the Earth’s light-dark boundary. This will minimize the satellites’ exposure to the Earth’s shadow. Several technical challenges must be overcome to realize this concept. First, high-speed datacenter-level communications between satellites must be achieved. Google’s analysis suggests that combining multi-channel dense wavelength division multiplexing (DWDM) technology with spatial multiplexing could potentially secure communications bandwidth of several tens of terabits per second (Tbps). To compensate for loss of receiving power, the research team is considering a design that ensures communication quality by limiting the inter-satellite distance to less than one kilometer.

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The research team has already achieved a total of 1.6 Tbps of bidirectional communication using a bench-scale experimental device. The next challenge is controlling the orbital dynamics to ensure stable operation of multiple satellites at close range. Google analyzed orbital behavior, taking into account the aspherical symmetry of Earth’s gravity and atmospheric resistance, and found that a cluster of 81 satellites with a radius of one kilometer and an average altitude of 650 kilometers could maintain stability even when spaced a few hundred meters apart. The TPU’s resistance to space radiation is also being evaluated. Google’s Trillium (6th-generation TPU) was irradiated with a 67 MeV (electron volt) proton beam. No significant abnormalities were observed up to 2 krad (Si), approximately three times the radiation dose expected for five years of operation if approximately 10 mm of aluminum were used for shielding. No operational failures were observed even at 15 krad (Si). Because the radiation dose absorbed by the silicon (Si) semiconductor material was sufficiently low, Trillium may maintain high reliability even in the space environment.

グーグルの試算によると、打ち上げコストは2030年代半ばまでに1kgあたり$200を下回る可能性があり、宇宙ベースのデータセンターの運用コストは、同規模の地上データセンターの電気代にほぼ匹敵するようになります。グーグルは2027年初頭に、公益衛星企業であるプラネット・ラボと共同で、2機の試験衛星を打ち上げる実験ミッションを計画しています。この実験では、光通信による分散型AIコンピューティングを実証し、宇宙環境におけるTPUハードウェアの挙動を検証します。. グーグル はこれまで、量子コンピューターや自動運転車などの技術的課題に取り組んできました。プロジェクト・サンキャッチャーは、これらの取り組みの延長線上にあり、最終的には発電、コンピューティング、放熱を統合した新しい衛星設計につながる可能性があります。.

ソース ヤフー