Το πιο προφανές εμπόδιο είναι το κόστος εκτόξευσης. Η SpaceX παραδίδει ωφέλιμα φορτία σε τροχιά σε τιμή περίπου 1.500 δολάρια ανά κιλό με το Falcon Heavy, ή 3.400 δολάρια ανά κιλό με το Falcon 9. (Το πραγματικό κόστος για τη SpaceX είναι περίπου το 25% αυτού του ποσού). Ωστόσο δύο άλλοι αριθμοί είναι εξίσου κρίσιμοι: 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 συλλεκτών και των ψυγείων που απάγουν θερμότητα. Ένας άλλος άγνωστος παράγοντας είναι η επίδραση της ακτινοβολίας στην αξιοπιστία των τσιπ τεχνητής νοημοσύνης που λειτουργούν στο διάστημα. Για να προσδιοριστεί η σκοπιμότητα των τροχιακών κέντρων δεδομένων, όλοι αυτοί οι αριθμοί πρέπει να συνεκτιμηθούν.

Ο Andrew McCalip, μηχανικός που εργάζεται στη Varda, μια διαστημική startup, έχει δημιουργήσει έναν διαδικτυακό υπολογιστή (στη διεύθυνση andrewmccalip.com) που επιτρέπει τη σύγκριση του κόστους ενός τροχιακού κέντρου δεδομένων δεδομένης δυναμικότητας με εκείνο ενός επίγειου. Υπολογίζει ότι η κατασκευή ενός κέντρου δεδομένων με εξαιρετικά υψηλή δυναμικότητα 1GW και η λειτουργία του για πέντε χρόνια στη Γη κοστίζει 15,9 δισ. δολάρια. Ένα αντίστοιχο τροχιακό κέντρο, υποθέτοντας κόστος εκτόξευσης 500 δολάρια/kg, ειδική ισχύ 37W/kg, κόστος δορυφόρου 22 δολάρια/W και ειδικές τροχιές που διατηρούν τους δορυφόρους στο φως της ημέρας 98% του χρόνου, θα κόστιζε το υπέρογκο ποσό των 51,1 δισ. δολαρίων. (Αυτά τα σύνολα δεν περιλαμβάνουν το κόστος των τσιπ τεχνητής νοημοσύνης ή των GPU, το οποίο θα ήταν 15-30 δισ. δολάρια, επειδή τα ίδια τσιπ χρειάζονται ούτως ή άλλως). Οπότε, μιλάμε για ξεκάθαρη νίκη της Γης; Όχι ακριβώς.

Η Starcloud, μια εταιρεία που ιδρύθηκε το 2024 με σκοπό την υλοποίηση της ιδέας των τροχιακών κέντρων δεδομένων, έχει, κυριολεκτικά, υπολογίσει τα νούμερα για την τεχνητή νοημοσύνη σε τροχιά. Τον Νοέμβριο η εταιρεία έστειλε στο διάστημα τον Starcloud-1, έναν δορυφόρο σε μέγεθος ψυγείου που περιείχε μια συνηθισμένη GPU Nvidia H100, του τύπου που χρησιμοποιείται στα κέντρα δεδομένων ΤΝ. Η Starcloud το χρησιμοποίησε για να εκπαιδεύσει ένα μικρό γλωσσικό μοντέλο τεχνητής νοημοσύνης, το NanoGPT, στα έργα του Σαίξπηρ, και για να απαντήσει σε ορισμένα ερωτήματα ενώ έτρεχε το Gemma, ένα μεγάλο γλωσσικό μοντέλο ανοικτού κώδικα που κατασκευάστηκε από την Google, το οποίο παρείχε πολύτιμα δεδομένα σχετικά με την αξιοπιστία των τσιπ τεχνητής νοημοσύνης σε συνθήκες τροχιάς. Η εταιρεία έχει επίσης καλό έλεγχο των άλλων κρίσιμων στοιχείων.

Ας ξεκινήσουμε με τη συγκεκριμένη ισχύ. Ο αριθμός του κ. McCalip, 37W/kg, προέρχεται από τους χιλιάδες δορυφόρους που χρησιμοποιούνται στο σμήνος Starlink της SpaceX, το οποίο θεωρείται τελευταίας τεχνολογίας, και οι οποίοι παρέχουν internet υψηλής ταχύτητας σε όλο τον κόσμο. Ωστόσο, οι δορυφόροι Starlink πρέπει να κάνουν πράγματα που δεν κάνουν οι δορυφόροι ΤΝ. Χρειάζονται δαπανηρές κεραίες διατεταγμένης φάσης («phased-array») για να επικοινωνούν με το έδαφος και πρέπει να έχουν σταθερό προσανατολισμό ανά πάσα στιγμή. Οι δορυφόροι ΤΝ, αντίθετα, δεν θα πρέπει να επικοινωνούν με το έδαφος, παρά μόνο με τους γείτονές τους, χρησιμοποιώντας συνδέσεις λέιζερ. Συνεπώς, θα μπορούσαν να αφιερώσουν πολύ μεγαλύτερο μέρος της μάζας τους στην παροχή επεξεργαστικής ισχύος.

Επιπλέον, χωρίς την ανάγκη για τόσο ακριβή προσανατολισμό, θα μπορούσαν να έχουν ηλιακούς συλλέκτες που είναι ελαφρώς εύκαμπτοι, μειώνοντας τη μάζα τους και αυξάνοντας περαιτέρω την ειδική ισχύ. Ο κ. Musk έχει δηλώσει ότι πιστεύει ότι μια ειδική ισχύς 100W/kg είναι εφικτή για έναν δορυφόρο τεχνητής νοημοσύνης – και ορισμένοι πιστεύουν ότι με τη χρήση πιο αποδοτικών ηλιακών κυψελών ακόμη και τα 150W/kg μπορεί να είναι εφικτά στο μέλλον. Ο Philip Johnston, επικεφαλής της Starcloud, λέει ότι η εταιρεία του στοχεύει σε μια ειδική ισχύ 70W/kg για τους επερχόμενους δορυφόρους της, με βάση αυτό που η εταιρεία θεωρεί αρκετά συντηρητικές παραδοχές.

Συνεχίζοντας με το κόστος του δορυφόρου, ο κ. Johnston λέει ότι η Starcloud αναμένει ότι ο σχεδιασμός της, όταν το κόστος της GPU εξαιρείται, θα κοστίζει «λιγότερο από 5 δολάρια ανά watt». Ο κ. McCalip εκτιμά ότι οι σημερινοί δορυφόροι της Starlink κοστίζουν περίπου 22 δολάρια/W, από 32 δολάρια /W για την αρχική έκδοση. Και πάλι, η κατασκευή ενός δορυφόρου τεχνητής νοημοσύνης θα πρέπει να κοστίζει λιγότερο, αν εξαιρέσουμε τις GPU, επειδή δεν απαιτεί δαπανηρά εξαρτήματα επικοινωνίας. Αν παραμετροποιήσουμε τα δεδομένα στον υπολογιστή του κ. McCalip σε μια ειδική ισχύ 70W/kg και ένα κόστος δορυφόρου 5 δολάρια /W, οι αριθμοί φαίνονται μάλλον διαφορετικοί: τώρα το τροχιακό κέντρο δεδομένων 1GW κοστίζει 16,7 δισ. δολάρια, μόνο 5% περισσότερο από το επίγειο.

Για να φτάσουμε εκεί απαιτούνται ορισμένες αισιόδοξες παραδοχές. Πρώτον, μια τιμή εκτόξευσης 500 δολάρια /kg, περίπου το ένα τρίτο της σημερινής τιμής. Αλλά, αν ο νέος πύραυλος Starship της SpaceX αρχίσει να λειτουργεί, το κόστος εκτόξευσης θα μπορούσε να μειωθεί γρήγορα. Επειδή ο Starship έχει σχεδιαστεί να είναι πλήρως επαναχρησιμοποιήσιμος, η τιμή αποστολής ενός κιλού σε τροχιά θα μπορούσε να πέσει στα 100-200 δολάρια, λέει ο κ. Johnston. (Το πραγματικό κόστος για τη SpaceX θα είναι πολύ μικρότερο- πιθανώς μόλις 20 δολάρια/kg.) Αν εισάγουμε μια τιμή εκτόξευσης 200 δολάρια/kg στον υπολογιστή του κ. McCalip, το κόστος του τροχιακού κέντρου δεδομένων 1GW πέφτει στα 12,1 δισ. δολάρια- λιγότερο από το επίγειο. Η ιδέα, εν ολίγοις, μπορεί να μην είναι τόσο τρελή όσο φαίνεται.

Ένας άλλος άγνωστος παράγοντας είναι η ψύξη. Ο αρχικός δορυφόρος της Starcloud δεν μπορούσε να λειτουργήσει την GPU του όλο το εικοσιτετράωρο επειδή (όπως αναμενόταν) ζεσταινόταν πολύ. Φέτος, η εταιρεία σχεδιάζει να εκτοξεύσει έναν δεύτερο δοκιμαστικό δορυφόρο, τον Starcloud-2, για να αξιολογήσει το σχέδιό της για ένα αναδιπλούμενο ψυγείο, που θα παρέχει ψύξη. Ο κ. Johnston λέει ότι θα είναι «το μεγαλύτερο εμπορικό αναπτυσσόμενο ψυγείο στο διάστημα», δεύτερο σε μέγεθος μετά το ψυγείο του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού, αλλά παρέχοντας δεκαπλάσια απαγωγή θερμότητας ανά κιλό. Οι εκτιμήσεις κόστους της Starcloud προϋποθέτουν ότι το εν λόγω ψυγείο θα λειτουργήσει όπως έχει προγραμματιστεί.

Άλλες υποθέσεις μπορεί να είναι πολύ απαισιόδοξες. Για παράδειγμα, ο υπολογιστής του κ. McCalip υποθέτει ότι το 9% των GPU που εκτοξεύονται σε τροχιά θα αποτυγχάνουν κάθε χρόνο. Ωστόσο, ένα μάθημα από το Starcloud-1, λέει ο κ. Johnston, είναι ότι «οι GPU λειτουργούν καλύτερα στο διάστημα από ό,τι περιμέναμε». Βέβαια, σε αυτή τη φάση διστάζει να μοιραστεί τα ακριβή νούμερα, όμως, αν μόνο το 5% των GPUs αποτύχει κάθε χρόνο, θα χρειαστούν λιγότεροι δορυφόροι και το κόστος του τροχιακού κέντρου δεδομένων θα μειωθεί στα 11,1 δισ. δολάρια.

Φυσικά, το κόστος των επίγειων κέντρων δεδομένων μπορεί επίσης να μειωθεί – και τέτοιες μειώσεις μπορεί να είναι ευκολότερο να επιτευχθούν από την κατασκευή κέντρων στο διάστημα . Ο υπολογιστής του κ. McCalip υποθέτει ότι τα επίγεια κέντρα δεδομένων βασίζονται σε γεννήτριες φυσικού αερίου για ηλεκτρική ενέργεια, αλλά η ηλιακή ενέργεια θα ήταν φθηνότερη, μειώνοντας ίσως το συνολικό κόστος κατά 1-2 δισ. δολάρια. Η κατασκευή θα μπορούσε επίσης να είναι πολύ λιγότερο δαπανηρή εκτός Αμερικής, ιδίως σε μια οικονομία χαμηλών μισθών με άφθονη ηλιοφάνεια, όπως η Ινδία.

Προς το παρόν, αυτό που πρέπει να προσέξουμε είναι αν το Starship μπορεί να λειτουργήσει με αξιόπιστο και επαναχρησιμοποιήσιμο τρόπο. Ο κ. Musk μιλάει για την πιθανότητα τροχιακών κέντρων δεδομένων καθώς ετοιμάζεται να εισαγάγει τη SpaceX στο χρηματιστήριο, κάποια στιγμή μέσα στο επόμενο έτος. Από την πλευρά της, η Starcloud κινείται προς το σημείο όπου αναμένει να βρίσκεται το μέλλον σε δύο χρόνια, εφόσον το Starship ανοίξει ευκαιρίες με βάση την εκτόξευση χαμηλού κόστους. Η επόμενη δοκιμαστική πτήση του Starship, η 12η, αναμένεται να πραγματοποιηθεί τον Μάρτιο. Πολλοί στον κλάδο της τεχνητής νοημοσύνης θα παρακολουθούν με ενδιαφέρον.

Πηγή: The Economist