Дата-центры покоряют космос
Ряд компаний во всём мире проявляют интерес к созданию дата-центров в космосе. Их привлекает то, что центры обработки данных (ЦОД) за пределами земной атмосферы имеет свободный доступ к бесконечной солнечной энергии, при этом получает натуральное охлаждение за счёт космического вакуума.
Новый аппарат, который тестировали с апреля этого года, получил название RUVDSSat1. Он заменит пилотный спутник-сервер, который RUVDS вывела на орбиту летом 2023 г. Тот космический аппарат впервые в истории обеспечил хостинг сайта из космоса, позволил провести первые соревнования в области информационной безопасности с применением спутников и стал критически важным элементом запуска экспериментального сервера в Арктике – эксплуатацию этого дата-центра на территории лагеря «Барнео» на дрейфующей льдине, недалеко от Северного полюса, RUVDS начала в апреле 2024 г. Первый спутник для RUVDS построило ООО «МКС».
«Мы не завершаем, а расширяем присутствие в космосе: первый аппарат прошел по орбите более 400 млн км, с него получено свыше 1 млн пакетов данных. Но оборудование имеет срок службы, и первому в истории спутнику-серверу пора на покой. Он перевыполнил план по активному существованию, продолжая работать автономно: деградация солнечных батарей и аккумуляторов не позволяют проводить с ним активных действий. На смену аппарату придет наш спутник-платформа, который не просто выступит в уже привычной роли сервера, но и станет площадкой, на которой разработчики смогут тестировать решения», - отметил генеральный директор RUVDS Никита Цаплин.
В дополнение к бортовому компьютеру, отвечающему за связь и общий контроль над аппаратом, на нём будет установлен микрокомпьютер Raspberry Pi Zero с частотой процессора 1 ГГц и оперативной памятью объемом 512 Мб. Именно на базе этого устройства будут проводиться все запланированные эксперименты и активности. RUVDSSat1 будет выведен на низкую (солнечно-синхронную) орбиту высотой 510±15 км над поверхностью Земли и с наклонением 97,38°.
Никита Цаплин рассказал, что минимальный срок существования спутника RUVDSSat1 на орбите составит один год: «Но, как показал опыт с нашим предыдущим спутником, аппарат может сохранять работоспособность несколько больше. Вне зависимости от итоговых значений по времени на орбите, мы рассчитываем использовать ресурс спутника так долго, насколько это возможно».
Центры обработки данных на орбите позволяют решить несколько ключевых задач, в первую очередь, с растущим спросом на вычислительную мощность, особенно для искусственного интеллекта, и ограниченностью ресурсов на Земле. Основные причины вывода ЦОД в космос перечисляет телеграм-канал «Незнайка в космосе»:
• Доступность к дешёвому и круглосуточному питанию от солнечных панелей, которые на орбите имеют до восьми раз большую эффективность по сравнению с наземными.
• Возможность значительно сократить использование земли и воды, которые на Земле нужны для охлаждения и обслуживания больших дат-центров.
• Прямая и циклическая передача данных по лазерным или оптическим каналам связи между спутниками, что обеспечивает низкую задержку подъема и устойчивость сети.
• Устойчивость к факторам (стихийные бедствия, перебои с электропитанием) и кибератакам, так как орбитальные центры не развиваются от наземных условий.
• Перспектива углеродного следа за счет использования экологически чистой энергии вместо традиционных электросетей, если удастся снизить экологический ущерб от запусков ракет.
• Возможность создавать масштабируемые вычислительные системы для решения растущих задач в области ИИ и других вычислительно-интенсивных областях.
Однако есть значительные технические проблемы, включая обеспечение охлаждения, защиту электроники от радиации, высокоскоростную связь с Землей и стоимость запусков. Тем не менее, к 2030-2035 годам мы предусмотрим, что расходы орбитальных дат-центров достигнут прогрессового уровня с наземными, что сделает их экономически более привлекательными и эффективными альтернативами для будущих вычислительных нужд.
Мы должны ожидать, что спрос на вычисления и энергию с использованием ИИ будет продолжать расти. Солнце на сегодняшний день является крупнейшим источником энергии в нашей Солнечной системе, и поэтому необходимо подумать о том, как будущая инфраструктура искусственного интеллекта могла бы наиболее эффективно использовать эту энергию.
Будущая масштабируемая вычислительная система для машинного обучения в космосе будет использовать множество спутников, оснащённых солнечными батареями, межспутниковые связи с использованием оптики из открытого космоса. Для обеспечения межспутниковой связи с высокой пропускной способностью и низкой задержкой спутники будут находиться в непосредственной близости друг от друга.
Затраты на запуск являются важной частью общей стоимости системы; анализ результатов показывает, что к середине 2030-х годов стоимость запуска на низкую околоземную орбиту (НОО) может составить 200 долларов США за килограмм.
Подписывайтесь на журнал «Вестник ГЛОНАСС» и навигационный Telegram-канал
По материалам открытых источников