Data centers: Τα σχέδια για τη αξιοποίηση του διαστήματος

Η κατασκευή κέντρων δεδομένων (Data centers) γίνεται όλο και πιο δύσκολη καθώς οι μεγάλες εταιρείες του τεχνολογικού τομέα αγωνίζονται να βρούν λύσεις για την τροφοδοσία τους με ενέργεια.

Από την παγκόσμια χωρητικότητα που αναμένεται να τεθεί σε λειτουργία φέτος, το 30-50% ενδέχεται να καθυστερήσει, σύμφωνα με την ερευνητική εταιρεία Sightline Climate, από 26% που ηταν το 2025.

Υπάρχουν πολλοί λόγοι για αυτό, αναφέρει ο Economist. Η απόκτηση οικοδομικών αδειών και η εγκατάσταση συνδέσεων με το δίκτυο απαιτούν χρόνο – η αντίδραση του κοινού, του είδους που οδήγησε αρκετές αμερικανικές πολιτείες να προτείνουν μορατόριουμ για νέα έργα, είναι έντονη – και η ζήτηση για ηλεκτρική ενέργεια αυξάνεται ραγδαία.

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η τοποθέτηση ενός στόλου δορυφόρων επεξεργασίας δεδομένων σε τροχιά, όπου η ηλιακή ενέργεια είναι άφθονη, φαίνεται σε ορισμένους ως καλή ιδέα.

Data centers στο διάστημα

Ο Ιλον Μασκ πιστεύει ότι θα είναι εφικτό «μέσα σε δύο χρόνια, το πολύ τρία». Ο Σαμ Αλτμαν της OpenAI, αντίθετα , λέει ότι είναι «γελοίο… δεν έχουμε φτάσει ακόμα εκεί». Η Google σχεδιάζει να δοκιμάσει την ιδέα τον επόμενο χρόνο. Ο Ερικ Σμίντ , ο πρώην διευθυντής της, αγόρασε μια εταιρεία εκτόξευσης πυραύλων για να την υλοποιήσει. Το ζήτημα πλέον είναι αν ο καλύτερος τόπος για την κατασκευή κέντρων δεδομένων για τεχνητή νοημοσύνη δεν είναι η Γη, αλλά ο διάστημα.

Το πιο προφανές εμπόδιο είναι το κόστος εκτόξευσης. Η SpaceX μεταφέρει ωφέλιμα φορτία σε τροχιά με τιμή περίπου 1.500 δολάρια ανά κιλό με τον Falcon Heavy, ή 3.400 δολάρια/κιλό με τον Falcon 9. (Το πραγματικό κόστος για την SpaceX είναι περίπου το 25% αυτού του ποσού.)

Ωστόσο, δύο άλλα μεγέθη είναι εξίσου κρίσιμα: η ειδική ισχύς (πόσα βατ επεξεργαστικής ισχύος μπορούν να παρασχεθούν ανά κιλό δορυφόρου) και το κόστος του δορυφόρου (σε δολάρια ανά βατ επεξεργαστικής ισχύος).

Αυτά εξαρτώνται, σε μεγάλο βαθμό, από το βάρος και την απόδοση των ηλιακών πάνελ και των θερμαντικών σωμάτων. Μια άλλη άγνωστη παράμετρος είναι η επίδραση της ακτινοβολίας στην αξιοπιστία των τσιπ τεχνητής νοημοσύνης που λειτουργούν στο διάστημα. Χρειάζονται εκτιμήσεις όλων αυτών των μεγεθών για να προσδιοριστεί η σκοπιμότητα των τροχιακών κέντρων δεδομένων.

Ο Αντριου Μακ Γκάλιπ, μηχανικός που εργάζεται στη Varda, μια νεοφυή επιχείρηση του διαστήματος, έχει δημιουργήσει έναν διαδικτυακό υπολογιστή (στο andrewmccalip.com) που επιτρέπει τη σύγκριση του κόστους ενός τροχιακού κέντρου δεδομένων συγκεκριμένης χωρητικότητας με αυτό ενός επίγειου. Υπολογίζει ότι η κατασκευή ενός κέντρου δεδομένων με εξαιρετικά υψηλή χωρητικότητα 1GW και η λειτουργία του για πέντε χρόνια στη Γη κοστίζει 15,9 δισ. δολάρια. Ένα αντίστοιχο τροχιακό κέντρο,  θα κόστιζε το εξωφρενικό ποσό των 51,1 δισ. δολαρίων.

Η πρώτη δοκιμή

Η Starcloud, μια εταιρεία που ιδρύθηκε το 2024 με σκοπό την υλοποίηση της ιδέας των τροχιακών κέντρων δεδομένων, έχει επεξεργαστεί τα στοιχεία για την τεχνητή νοημοσύνη σε τροχιά — κυριολεκτικά.

Τον Νοέμβριο, η εταιρεία έστειλε στο διάστημα το Starcloud-1, έναν δορυφόρο μεγέθους ψυγείου που περιείχε μια συνηθισμένη GPU Nvidia H100, του τύπου που χρησιμοποιείται στα κέντρα δεδομένων τεχνητής νοημοσύνης. Η Starcloud τον χρησιμοποίησε για να εκπαιδεύσει ένα μικρό γλωσσικό μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης, το NanoGPT, στα έργα του Σαίξπηρ, και για να απαντήσει σε ορισμένες ερωτήσεις ενώ εκτελούσε το Gemma, ένα μεγάλο γλωσσικό μοντέλο ανοιχτού κώδικα που δημιουργήθηκε από την Google.

Αυτό παρείχε πολύτιμα δεδομένα σχετικά με την αξιοπιστία των τσιπ τεχνητής νοημοσύνης υπό τροχιακές συνθήκες. Η εταιρεία έχει επίσης καλή εικόνα για τα άλλα κρίσιμα στοιχεία ενω με βαση τους υπολογισμούς της Starcloud το τροχιακό κέντρο δεδομένων 1GW κοστίζει 16,7 δισ. δολάρια, μόνο 5% περισσότερο από το επίγειο.

Οι ανάγκες ψύξης

Μια άλλη άγνωστη παράμετρος είναι η ψύξη. Ο αρχικός δορυφόρος της Starcloud δεν μπορούσε να λειτουργεί τη GPU του όλο το 24ωρο επειδή (όπως ήταν αναμενόμενο) υπερθερμαινόταν. Η εταιρεία σχεδιάζει να εκτοξεύσει έναν δεύτερο δορυφόρο δοκιμών, τον Starcloud-2, φέτος, για να αξιολογήσει το σχεδιασμό ενός αναδιπλούμενου ψυγείου, με σκοπό την ψύξη.

Ο Φιλιπ Τζόνστον της Starcloud  λέει ότι θα είναι «το μεγαλύτερο εμπορικό ψυγείο που μπορεί να αναπτυχθεί στο διάστημα», δεύτερο σε μέγεθος μόνο μετά το ψυγείο του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού, αλλά με δέκα φορές μεγαλύτερη απαγωγή θερμότητας ανά κιλό. Οι εκτιμήσεις κόστους της Starcloud υποθέτουν ότι αυτό το ψυγείο θα λειτουργήσει όπως έχει προγραμματιστεί.

Άλλες υποθέσεις μπορεί να είναι υπερβολικά απαισιόδοξες. Για παράδειγμα, ο υπολογιστής του κ. McCalip υποθέτει ότι έως και το 9% των GPU που εκτοξεύονται σε τροχιά θα παρουσιάζουν βλάβη κάθε χρόνο. Ωστόσο, ένα μάθημα που αποκομίσαμε από το Starcloud-1, λέει ο Τζόνστον , είναι ότι «οι GPU λειτουργούν καλύτερα στο διάστημα από ό,τι περιμέναμε».

Διστάζει να μοιραστεί τα ακριβή στοιχεία. Ωστόσο, αν μόνο το 5% των GPU παρουσιάζει βλάβη κάθε χρόνο, θα χρειάζονταν λιγότεροι δορυφόροι και το κόστος του τροχιακού κέντρου δεδομένων θα μειωνόταν στα 11,1 δισ. δολάρια.

Οι δοκιμές και οι νέες ευκαιρίες

Φυσικά, το κόστος των επίγειων κέντρων δεδομένων μπορεί επίσης να μειωθεί — και τέτοιες μειώσεις μπορεί να είναι ευκολότερο να επιτευχθούν από ό,τι η κατασκευή κέντρων στο διάστημα. Ο υπολογιστής του κ. McCalip υποθέτει ότι τα επίγεια κέντρα δεδομένων βασίζονται σε γεννήτριες φυσικού αερίου για την παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας, αλλά η ηλιακή ενέργεια θα ήταν φθηνότερη, μειώνοντας ίσως το συνολικό κόστος κατά 1-2 δισεκατομμύρια δολάρια.

Η κατασκευή μπορεί επίσης να είναι πολύ λιγότερο δαπανηρή εκτός Αμερικής, ιδιαίτερα σε μια οικονομία με χαμηλούς μισθούς και άφθονη ηλιοφάνεια, όπως η Ινδία.

Προς το παρόν, αυτό που πρέπει να παρακολουθήσουμε είναι αν το Starship μπορεί να λειτουργήσει με αξιόπιστο και επαναχρησιμοποιήσιμο τρόπο. Ο Ιλον Μασκ προβάλλει τη δυνατότητα των τροχιακών κέντρων δεδομένων, καθώς προετοιμάζεται να εισαγάγει τη SpaceX στο χρηματιστήριο, κάποια στιγμή μέσα στο επόμενο έτος.

Από την πλευρά της, η Starcloud προχωράει προς το σημείο όπου αναμένει να βρίσκεται η μπάλα σε μερικά χρόνια, υποθέτοντας ότι το Starship θα ανοίξει ευκαιρίες βασισμένες σε εκτοξεύσεις χαμηλού κόστους. Η επόμενη δοκιμαστική πτήση του Starship, η 12η, αναμένεται να πραγματοποιηθεί τον Μάρτιο. Πολλοί στον κλάδο της τεχνητής νοημοσύνης θα την παρακολουθούν στενά, σχολιάζει ο Economist.