“`html
تا حدی، همه این اتفاقات اجتنابناپذیر بود. ایلان ماسک و همراهانش سالهاست درباره هوش مصنوعی در فضا صحبت میکنند — عمدتاً در زمینه مجموعه داستانهای علمی تخیلی ایان بنکس درباره جهانی در آینده دور که فضاپیماهای هوشمند در آن پرسه میزنند و کهکشان را در کنترل خود دارند.
اکنون، ماسک فرصت تحقق نسخهای از این چشمانداز را میبیند. شرکت او، اسپیسایکس، درخواست اجازه قانونی برای ساخت مراکز داده خورشیدی در مدار فضا را داده است. این مراکز قرار است در قالب شبکهای متشکل از حداکثر یک میلیون ماهواره پراکنده شوند و میتوانند تا ۱۰۰ گیگاوات ظرفیت پردازش را از زمین به خارج از جو منتقل کنند. گزارش شده که او پیشنهاد داده برخی از ماهوارههای هوش مصنوعی خود را روی ماه بسازد.
ماسک هفته گذشته در گفتگویی با جان کولیستون، از بنیانگذاران استرایپ، اظهار داشت: «تا ۳۶ ماه آینده یا کمتر، ارزانترین مکان برای قرار دادن هوش مصنوعی، فضا خواهد بود.»
او تنها نیست. رئیس بخش پردازش شرکت xAI ظاهراً با همتای خود در شرکت آنتروپیک وارد یک مسابقه شده که تا سال ۱۴۰۷، یک درصد از کل ظرفیت پردازش جهانی در فضا خواهد بود. گوگل (که سهام قابل توجهی در اسپیسایکس دارد) ابتکاری با نام پروژه سانکچر را معرفی کرده که قرار است نمونه ماهوارههایی را در سال ۱۴۰۶ به فضا بفرستد. استارکلاد، استارتآپی که ۳۴ میلیون دلار سرمایه از گوگل و آندرِیسن هورویتس جذب کرده، هفته گذشته برنامه خود برای ساخت صورت فلکی متشکل از ۸۰ هزار ماهواره را ثبت کرد. حتی جف بزوس هم گفته که آینده همین است.
اما پشت این هیاهو، واقعاً چه چیزی برای راهاندازی مراکز داده در فضا لازم است؟
در یک بررسی اولیه، مراکز داده زمینی فعلی هنوز ارزانتر از نمونههای مداری هستند. اندرو مککالیپ، مهندس فضا، یک ابزار محاسبه مقایسهای بین این دو مدل ساخته است. نتایج اولیه او نشان میدهد یک مرکز داده مداری ۱ گیگاواتی ممکن است ۴۲.۴ میلیارد دلار هزینه داشته باشد — تقریباً سه برابر نمونه زمینی آن، به دلیل هزینه بالای ابتدایی ساخت ماهوارهها و پرتاب آنها به مدار.
کارشناسان میگویند تغییر این معادله نیازمند توسعه فناوری در چندین حوزه، هزینه بسیار زیاد سرمایهای و کار طاقتفرسا روی زنجیره تأمین قطعات مناسب فضا است. بسته به افزایش هزینههای زمینی بر اثر افزایش تقاضا و فشار بر زنجیرههای تأمین و منابع، این ماجرا میتواند تغییر کند.
طراحی و پرتاب ماهوارهها
مهمترین عامل هر مدل کسبوکار فضایی، هزینه انتقال بار به مدار است. اسپیسایکس ماسک، پیشاپیش در حال کاهش هزینه رساندن محموله به مدار است، اما تحلیلگران برای تحقق مراکز داده مداری، قیمتهایی بسیار کمتر را لازم میدانند. به عبارت دیگر، اگرچه مراکز داده هوش مصنوعی ممکن است به نظر داستان یک خط کسبوکار جدید در آستانه عرضه اولیه سهام اسپیسایکس باشد، اما این نقشه وابسته به تکمیل مهمترین پروژه ناتمام شرکت — استارشیپ — است.
در نظر بگیرید که فالکون ۹ قابل استفاده مجدد، امروزه هزینه رساندن محموله به مدار را به حدود ۳۶۰۰ دلار برای هر کیلوگرم رسانده است. بر اساس وایتپیپر پروژه سانکچر، تحقق مراکز داده فضایی مستلزم رسیدن هزینهها به حدود ۲۰۰ دلار برای هر کیلوگرم است؛ یعنی بهبود ۱۸ برابری که انتظار میرود در دهه ۱۴۱۰ ممکن شود. در این قیمت، انرژی تأمینشده توسط یک ماهواره استارلینک با یک مرکز داده زمینی رقابت میکند.
انتظار میرود نسل بعدی موشک استارشیپ اسپیسایکس این بهبود را رقم بزند — هیچ وسیله نقلیه دیگری در دست توسعه نیست که صرفهجویی معادل را وعده دهد. اما هنوز این موشک عملیاتی نشده یا حتی به مدار نرسیده است؛ انتظار میرود سومین نمونه از استارشیپ طی ماههای آینده برای اولین بار پرتاب شود.
حتی اگر استارشیپ کاملاً موفق باشد، تصور اینکه فوراً قیمتهای پایینتری به مشتریان ارائه دهد، ممکن است درست نباشد. اقتصاددانان مشاورهای Rational Futures بر این باورند که همانند فالکون ۹، اسپیسایکس تمایل ندارد ارزانتر از بهترین رقیبش کار کند؛ وگرنه پول روی میز خواهد گذاشت. اگر مثلاً موشک نیوگلن بلو اوریجین ۷۰ میلیون دلار قیمت داشته باشد، اسپیسایکس هم ماموریتهای استارشیپ برای مشتریان خارجی را با قیمتی کمتر انجام نمیدهد و این امر باعث میشود هزینهها بالاتر از اعداد فرضشده عمومی برای سازندگان مراکز داده فضایی باشد.
مت گورمن، مدیرعامل وب سرویس آمازون، در رویدادی اخیر بیان کرد: «هنوز تعداد کافی موشک برای پرتاب یک میلیون ماهواره وجود ندارد، پس خیلی از آن فاصله داریم. اگر به هزینه رساندن محموله به فضا در حال حاضر فکر کنید، واقعاً عظیم است. فعلاً اصلاً اقتصادی نیست.»
با این حال، اگر پرتاب مشکل همه کسبوکارهای فضایی است، چالش دوم هزینه تولید است.
مککالیپ به منبع گفت: «همه فرض را بر این گذاشتهاند که هزینه استارشیپ صدها دلار برای هر کیلو خواهد شد، اما کسی به قیمت حدود ۱۰۰۰ دلار برای هر کیلو ساخت ماهواره توجه نمیکند.»
هزینه تولید ماهواره بزرگترین بخش قیمت است، اما اگر ماهوارههای پرقدرت بتوانند با حدود نصف هزینه ماهوارههای فعلی استارلینک ساخته شوند، معادلات شروع به تغییر میکند. اسپیسایکس پیشرفتهای بزرگی در اقتصاد ماهوارهها زمان ساخت استارلینک داشته و امیدوار است از طریق افزایش تولید، باز هم هزینهها را کاهش دهد. ایده یک میلیون ماهواره تا حدی برای صرفهجویی ناشی از تولید انبوه است.
با این همه، ماهوارههایی که برای این مأموریتها به کار میروند باید آنقدر بزرگ باشند که نیازهای پیچیده برای راهاندازی GPUهای قدرتمند، آرایههای بزرگ خورشیدی، سیستمهای مدیریت حرارتی و پیوندهای مخابراتی لیزری برای دریافت و ارسال داده را پاسخ دهند.
یک وایتپیپر از پروژه سانکچر در سال ۱۴۰۴ راهی برای مقایسه مراکز داده زمینی و مداری بر مبنای هزینه تأمین برق، این ورودی اساسی برای اجرای تراشهها، ارائه میدهد. در زمین، مراکز داده به ازای هر کیلووات سالانه بین ۵۷۰ تا ۳۰۰۰ دلار برای تأمین برق هزینه دارند که بستگی به نرخ برق محلی و بازدهی سیستمها دارد. ماهوارههای استارلینک اسپیسایکس تأمین برق خود را از پنل های خورشیدی انجام میدهند، اما هزینه تملک، پرتاب و نگهداری این فضاپیماها، ارزش انرژی را به ۱۴۷۰۰ دلار به ازای هر کیلووات در سال میرساند. به بیان ساده، باید هزینه ماهوارهها و قطعاتشان بسیار کمتر بشود تا با برق مصرفی کنونی رقابت کنند.
محیط فضا شوخی ندارد
طرفداران مراکز داده مداری غالباً میگویند مدیریت حرارتی در فضا «رایگان» است، اما این سادهسازی است. نبود جو باعث دشوارتر شدن دفع گرما میشود.
مایک سفیان، مدیر اجرایی پلنت لبز که در حال ساخت نمونه ماهواره برای پروژه سانکچر گوگل و با زمان پرتاب در سال ۱۴۰۶ است، میگوید: «شما باید از رادیاتورهای بسیار بزرگ استفاده کنید تا این گرما را به تاریکی فضا منتقل کنید؛ در نتیجه سطح و جرم زیادی باید مدیریت کنید. این یکی از چالش های کلیدی به ویژه در درازمدت تلقی میشود.»
علاوه بر خلأ فضا، ماهوارههای هوش مصنوعی باید با تابش کیهانی هم مقابله کنند. پرتوهای کیهانی طی زمان باعث افت کیفیت تراشهها شده و ممکن است موجب خطاهای حافظه و نابودی داده شوند. تراشهها را میتوان با پوشش محافظ یا با بهکارگیری قطعات مقاوم در برابر تابش و یا با تست خطای افزونهای محافظت کرد اما هر یک از این روشها هزینه جرم و وزن را بالا میبرد. با این حال، گوگل از پرتو ذرات برای ارزیابی تأثیر تابش بر واحدهای پردازش تنسور (TPU) خود (که برای یادگیری ماشین طراحی شدهاند) استفاده کرده است. همچنین مدیران اسپیسایکس در شبکههای اجتماعی اعلام کردند که برای این منظور یک شتابدهنده ذرات خریداری کردهاند.
چالش دیگر از خود پنلهای خورشیدی ناشی میشود. منطق این طرح بهرهبرداری انرژی در فضا است: نصب پنلهای خورشیدی در فضا باعث میشود کارایی آنها پنج تا هشت برابر بیشتر از روی زمین شود. و اگر در مدار مناسب قرار گیرند تا ۹۰٪ زمان روز در معرض نور خورشید خواهند بود؛ چیزی که بهرهوری را بالا میبرد. برق سوخت اصلی برای تراشههاست، پس انرژی بیشتر = مرکز داده ارزانتر. اما حتی پنلهای خورشیدی هم در فضا پیچیدهتر هستند.
پنلهای خورشیدی سازگار با فضا معمولاً از عناصر کمیاب ساخته میشوند و با اینکه دوام بالایی دارند اما بسیار گران هستند. پنلهای سیلیکونی ارزانتر و حالا به شکل گسترده در فضا مورد استفادهاند — استارلینک و کویپر آمازون از همین پنلها بهره میبرند — اما در برابر تابش فضا خیلی سریعتر دچار افت کیفیت میشوند. این موضوع عمر ماهوارههای هوش مصنوعی را به حدود پنج سال محدود میکند، به طوری که باید بازگشت سرمایه سریعتر باشد.
با این حال، برخی تحلیلگران فکر میکنند این مساله چندان حاد نیست، به خاطر سرعت بالای ورود نسلهای جدید تراشه. فیلیپ جانستون، مدیرعامل استارکلاد، به منبع گفت: «بعد از پنج شش سال، دلار به ازای کیلووات ساعت دیگر بازگشت سرمایه ندارد چون سیستم دیگر روزآمد نیست.»
دنی فیلد، مدیر اجرایی سولستال استارتآپی که پنلهای خورشیدی سیلیکونی مناسب فضا تولید میکند، میگوید صنعت مراکز داده مداری را موتور اصلی رشد آینده میداند. او با چندین شرکت درباره پروژههای مرکز داده فضایی مذاکره داشته و بیان میکند: «هر بازیگری که بزرگ باشد و رویا داشته باشد، دستکم به این موضوع فکر میکند.» اما به عنوان یک مهندس باسابقه طراحی فضاپیما، از چالشهای این الگوها چشمپوشی نمیکند.
او میگوید: «شما همیشه میتوانید اصول فیزیکی را به ابعاد بزرگتر تعمیم دهید. من هیجانزدهام ببینم این شرکتها چگونه به نقطهای میرسند که اقتصاد پروژه جواب بدهد و توجیه تجاری پیدا کند.»
جایگاه مراکز داده فضایی چیست؟
یک پرسش مهم درباره این مراکز داده این است که: با آنها چه خواهیم کرد؟ آیا کاربرد عمومی دارند، یا فقط برای عملیات استنتاج یا آموزش هستند؟ با توجه به کاربردهای فعلی، شاید نتوان آنها را کاملاً جایگزین مراکز داده زمینی دانست.
چالش مهم برای آموزش مدلهای جدید، اجرای هزاران GPU به صورت همزمان است. بیشتر فرایند آموزش مدل به شکل متمرکز و نه توزیعشده انجام میشود. شرکتهای بزرگمقیاس میکوشند این روند را تغییر دهند تا مدلهایشان قدرتمندتر شود، اما هنوز این اتفاق نیفتاده است. به همین ترتیب، آموزش مدل در فضا مستلزم هماهنگی میان GPUها روی چندین ماهواره خواهد بود.
تیم پروژه سانکچر گوگل اشاره دارد که مراکز داده زمینی این شرکت، شبکه TPU خود را با سرعت صدها گیگابیت بر ثانیه به هم متصل میکنند. سریعترین پیوند ارتباطی لیزری بین ماهوارهای فعلی تنها تا حدود ۱۰۰ گیگابیت بر ثانیه میرسد.
این موضوع منجر به یک معماری جالب برای سانکچر شده است: ۸۱ ماهواره به شکل یک آرایش ثابت پرواز میکنند تا آنقدر نزدیک باشند که بتوانند با فرستندههایی که مشابه نوع استفادهشده در مراکز داده زمینی است ارتباط برقرار کنند. البته این خود چالشبرانگیز است: نیاز به خودمختاری جهت حفظ موقعیت صحیح هر فضاپیما حتی در صورت مانور برای اجتناب از زبالههای فضایی یا برخورد با فضاپیمای دیگر.
با این حال مطالعه گوگل هشدار میدهد: انجام استنتاج میتواند محیط پرتوزای مدار را تحمل کند، اما نیاز به پژوهش بیشتر برای بررسی تاثیر احتمالی خطاها و اشکالات بر بار کاری آموزش وجود دارد.
کارهای استنتاجی (inference) توازنی با نیاز به هزاران GPU هماهنگ ندارند. این کار را میتوان با چند ده GPU — حتی روی یک ماهواره — انجام داد؛ معماریای که نمایانگر حداقل محصول قابل ارائه (MVP) و نقطه شروع محتمل برای کسبوکار مراکز داده مداری است.
جانستون میگوید: «آموزش مدل کار مناسبی برای اجرا در فضا نیست. فکر میکنم تقریباً همه بارهای استنتاج در فضا انجام خواهد شد؛ از پاسخدهندگان صوتی تا درخواستهای چتباتهایی نظیر چتجیپیتی که توسط ماهوارهها انجام میشوند.» او بیان کرده اولین ماهواره هوش مصنوعی شرکتش اکنون درآمدزایی واقعی با عملیات استنتاجی در مدار دارد.
با وجود کمبود جزئیات حتی در پرونده ارسالی شرکت به FCC، صورت فلکی مراکز داده مداری اسپیسایکس به نظر میرسد حدود ۱۰۰ کیلووات قدرت پردازش به ازای هر تن در نظر گرفته که تقریباً دوبرابر ظرفیت ماهوارههای فعلی استارلینک است. فضاپیماها با یکدیگر و با شبکه استارلینک برای اشتراک اطلاعات ارتباط خواهند داشت؛ طبق پرونده اعلامشده، پیوندهای لیزری استارلینک میتوانند به نرخ ترابایت بر ثانیه برسند.
اسپیسایکس با تملک اخیر شرکت xAI (که مراکز داده زمینی را نیز توسعه میدهد) این امکان را دارد که هم در مراکز داده زمینی و هم فضایی حضور داشته باشد و ببیند کدام زنجیره تأمین سریعتر منطبق میشود.
این مزیت داشتن قابلیت محاسبه شناور است — اگر بتوانید آن را عملی کنید. مککالیپ میگوید: «یک FLOP ارزش یکسانی دارد، تفاوتی ندارد کجا باشد. [اسپیسایکس] میتواند مقیاس کار را ادامه دهد تا به مانع مجوز یا محدودیت سرمایه در زمین برسد و بعد فعالیتها را به فضا منتقل کند.»
اگر اطلاعات یا اسناد حساس درباره اسپیسایکس دارید، میتوانید با تیم فرنهولز با ایمیل یا سیگنال تماس بگیرید.
“`
