谷歌发射首颗进入轨道的 TPU 卫星，预计需要 1,800 次 Starship 发射

谷歌今天搭乘 SpaceX 火箭从加利福尼亚州发射了其首颗轨道计算卫星，这标志着这家科技巨头首次将其先进芯片之一送入太空。该卫星由 Planet Labs 建造，搭载了一枚谷歌张量处理单元，旨在通过提供 1 千瓦的持续电力、管理热负载并运行模型工作负载，测试该芯片能否在轨道上运行。此次发射是 Suncatcher 项目的一部分。该项目是谷歌开发太空大规模计算集群的计划，这颗原型卫星将在更多专用卫星于明年发射前充当概念验证。

Planet Labs 卫星搭载谷歌 TPU，每次运行 15 分钟

据负责管理 Suncatcher 项目的谷歌高管 Travis Beals 介绍，为避免给卫星的供电和热管理系统造成压力，该卫星将让 TPU 以每次 15 分钟的时段运行。该卫星基于 Planet Labs 建造的标准平台。预计明年还将发射两颗专用卫星，并尝试通过激光通信链路协同工作。Beals 表示：“我们已经在地面进行了测试，但你知道，没有任何测试能完全模拟真实环境。”

谷歌计划建立由 81 颗卫星组成的轨道并行处理网络

谷歌设想建立一个由 81 颗卫星组成的网络，让它们以紧密编队飞行并进行并行处理。Beals 表示：“当你试图运行多机架工作负载时，TPU 之间的带宽和延迟真的非常重要……我们试图着眼于未来，不仅关注今天有哪些工作负载，也关注它们在五年后将发展到什么程度。”该公司将其描述为一项专注于为未来 AI 工作负载建设基础设施、而非满足当前需求的“长线登月计划”。

同行评审分析预计，为实现成本目标需要发射 1,800 次 Starship

谷歌发布了一篇关于轨道数据中心的同行评审白皮书，该论文将发表于 Joule。论文分析了 SpaceX 自发射 Falcon 1 火箭以来如何实现每年约 20% 的成本下降，并据此总结出一条“学习曲线”。作者认为，有理由预计到 2035 年，SpaceX 能将发射成本降至接近每千克 200 美元。要实现这一轨迹，未来十年 Starship 需要将 370,000 吨有效载荷送入轨道——按每次任务 200 公吨计算，约需发射 1,800 次，即每年 180 次。论文指出，对于一款从未在一年内飞行超过五次的运载工具而言，这是一个相当高的要求。

辐射测试显示，TPU 执行推理任务的错误率为百万分之一

谷歌通过在粒子加速器中对芯片进行辐照来开展辐射测试。在意识到初始配置提供的屏蔽强于芯片在太空中实际会经历的屏蔽后，该公司重新进行了测试。更新后的结果显示，芯片逻辑电路中的错误略有增加，但错误率仍然非常低。Beals 表示：“如果你考虑的是典型的推理操作，错误率非常低，对吧？大约是百万分之一。”该公司确信，其芯片能够在卫星五年的使用寿命内，于轨道上处理大型推理工作负载。然而，Beals 指出，这一错误率“对于进行某种超大规模训练运行来说已经存在问题，比如要让数千枚芯片运行数月”。

常见问题

为什么谷歌估计 SpaceX Starship 需要发射 1,800 次？

谷歌的同行评审分析预计，要在 2035 年实现每千克 200 美元的发射成本，Starship 需要在十年内将 370,000 吨有效载荷送入轨道。按每次任务 200 公吨计算，这相当于约 1,800 次发射，即每年 180 次——这一轨迹基于 SpaceX 自 Falcon 1 火箭以来观察到的每年平均 20% 成本下降学习曲线。

谷歌的轨道 TPU 卫星将在太空测试什么？

该卫星将通过提供 1 千瓦的持续电力、管理热负载，并以每次 15 分钟的运行时段执行模型工作负载，测试谷歌张量处理单元能否在轨道上运行。在另外两颗搭载激光通信链路的专用卫星于明年发射前，这颗原型卫星将验证地面测试结果。

辐射会如何影响谷歌的 TPU 芯片在太空中的表现？

粒子加速器中的辐射测试显示，对于典型推理操作，TPU 的错误率约为百万分之一。在意识到初始配置提供的屏蔽强于实际太空环境后，谷歌重新进行了测试。该公司确信，这些芯片能够在卫星五年的使用寿命内处理大型推理工作负载，但对于涉及数千枚芯片连续运行数月的超大规模训练运行，错误率可能会带来问题。