Google ha puesto en órbita un satélite del tamaño de un refrigerador, que transporta cuatro chips de computadora diseñados para inteligencia artificial. El esfuerzo se conoce como Proyecto Suncatcher y sirve como un movimiento inicial hacia centros de datos ubicados en órbita que funcionan con energía del sol.
El satélite contiene cuatro Unidades de Procesamiento Tensorial, o TPUs, que Google diseñó para el aprendizaje automático. Estos chips ya funcionan en centros de datos en la Tierra. Por ahora, ejecutarán una versión del modelo de IA Gemma de Google durante solo 15 minutos a la vez, debido a límites de calor. Google dijo que la misión medirá cómo los TPUs manejan «el estrés físico del vuelo espacial y los extremos de radiación y calor del espacio».
Por Qué Google Está Mirando Hacia Arriba
En los últimos años, la demanda de servicios de IA ha aumentado rápidamente. Sundar Pichai, el director ejecutivo de Google, hizo ese planteamiento en la reunión anual de desarrolladores de su empresa en mayo. Señaló que la demanda de servicios de IA ahora supera la oferta. También dijo que espera que el gasto de capital este año alcance entre $180 mil millones y $190 mil millones, aproximadamente seis veces mayor que en 2022, a medida que la empresa expande su capacidad de cómputo y trabaja en nuevos diseños de chips.
Los centros de datos en nuestro planeta están cada vez más bajo el fuego de aquellos que se oponen a sus demandas de espacio y electricidad. Arriba, por encima de la atmósfera, sin embargo, la energía solar es casi ilimitada y no hay nadie allí para protestar contra su presencia.
El Sol Como Fuente de Energía
Travis Beals, director senior y líder del Proyecto Suncatcher, ofreció una explicación de por qué existe la iniciativa.
«El sol emite casi toda la energía de nuestro sistema solar. Todas las demás fuentes de energía en las que la humanidad ha recurrido son solo una pequeña fracción de un porcentaje», dijo Beals. «Por lo tanto, en cierto sentido, este proyecto trata sobre aprovechar la mejor manera de utilizar la energía solar para ejecutar la computación de IA».
La nave espacial ocupará una órbita síncrona con el sol, lo que significa que sus paneles solares casi siempre estarán orientados hacia el sol. Debido a eso, el vehículo apenas tendrá falta de luz solar, por lo que no hay necesidad de baterías grandes o una fuente de energía secundaria.
Qué Sigue
En noviembre del año pasado, Starcloud envió una nave espacial a la órbita, transportando un chip Nvidia H100 en su interior. Una vez en el espacio, esa nave operó una variante de la IA Gemini de Google desde arriba de la Tierra.
SpaceX, dirigida por Elon Musk, tiene su propio plan para centros de datos espaciales. La compañía anticipa comenzar el despliegue de esos satélites a partir de 2028, con «satélites de cómputo de IA orbital» como el nombre del sistema.
La empresa de imágenes de satélite Planet se unió a Google para este lanzamiento. La idea detrás de ella es de grupos de satélites orbitando el planeta juntos, sirviendo como centros de datos espaciales. Cada uno contendría docenas de chips TPU y se mantendría en contacto con el resto del grupo, junto con la Tierra, a través de láseres. Para el próximo año, el plan prevé la colocación de dos satélites adicionales en órbita, para comprobar cómo se conectan.
Pruebas de los Chips
El lanzamiento de hoy envía un satélite prototipo a la órbita. Beals se refirió a él como «una prueba muy mínima», destinada a verificar si los chips pueden operar en el espacio. Un cohete de SpaceX lo llevó allí, y Planet lo preparará para el servicio. Google lo encenderá y pondrá los TPUs a prueba. El plan prevé que la misión dure un año completo.
Brandon Lucia, profesor de ingeniería eléctrica y de computación en la Universidad Carnegie Mellon, dijo que el concepto suena «muy de ciencia ficción», aunque gran parte de la tecnología subyacente ya ha sido demostrada a nivel de investigación.
La Parte Difícil es la Refrigeración
Las altas temperaturas representan un problema serio para el hardware, especialmente para los chips de computadora que generan calor significativo durante el funcionamiento. En nuestro planeta, los métodos de enfriamiento naturales, como las corrientes de aire y el flujo de líquidos, pueden ayudar a gestionar este exceso de calor. Pero esos mismos enfoques fallan en el entorno vacío y sin aire del espacio.
«En un satélite en particular, usar más energía para realizar los cálculos significa desechar más calor en el entorno confinado dentro del satélite», dijo Lucia.
En su publicación en el blog, Google se refirió a la refrigeración de los chips como «un desafío de investigación crucial». La compañía detalló varios métodos para lograrlo, entre ellos tuberías y radiadores diseñados para alejar el calor de los chips.
Los radiadores son algunos de los componentes más pesados de la misión actual, según Beals, y ese peso tiene un costo: los artículos más pesados cuestan más para enviar al espacio. Su equipo está buscando mejores formas de enfriar los chips.
Mantenimiento y el medio ambiente
Las preocupaciones sobre el mantenimiento también son importantes. Un trabajador puede ingresar a un centro de datos en la Tierra y reparar un chip roto. La tarea se vuelve mucho más difícil cuando ese centro de datos está a cientos de millas de la superficie del planeta.
Lucia pronunció las palabras ella misma, diciendo: «Todos tienen su costo y complejidad amplificados por un factor de 10, tal vez por un factor de 100. Y por lo tanto, debe haber un gran beneficio».
Otro problema digno de mención concierne al medio ambiente. Los cohetes que envían satélites al espacio dependen del combustible a base de carbono. Con el tiempo, esos satélites volverán a descender a través de la atmósfera de la Tierra y se quemarán.
La economía de la órbita
Elon Musk ha dicho que el espacio es «la única forma de escalar» los centros de datos para satisfacer la futura demanda de IA. Pero la economía sigue sin estar clara. Los lanzamientos son costosos, las reparaciones son difíciles y el envío de señales mediante láser a través de cientos de millas y a través de la atmósfera de la Tierra es más lento. Se necesitarán muchos satélites para igualar la potencia de cálculo de un solo centro de datos en la Tierra.
Beals dijo que su pequeño equipo piensa mucho en estas preguntas.
«No ayuda mucho si esto es técnicamente posible, si siempre va a ser demasiado caro para ser práctico», dijo.
Es difícil decir cuándo los centros de datos basados en el espacio se volverán rentables, dijo.
«No veo esto como algo en lo que sea más barato hacerlo en los próximos cinco años. Creo que tomará más tiempo que eso», dijo.
No existe la expectativa de que los centros de datos en el espacio reemplazarán a los centros de datos en la Tierra en un futuro cercano.
«Creo que habrá casos de uso que tendrán más sentido hacerlos en la Tierra y casos de uso que tendrán más sentido hacerlos en el espacio», dijo Beals. «A la larga, tal vez el conjunto de cosas que se hacen en el espacio se haga más y más grande hasta que ese sea el lugar donde ocurra la mayor parte del cómputo. Pero creo que durante mucho tiempo ambos coexistirán.»
El proyecto completo, dijo, es un «moonshot».
«Va a tomar mucho tiempo», dijo.
Datos clave – TPUs: 4 por satélite – Tiempo de funcionamiento de la misión: 15 minutos por sesión de IA de Gemma – Gastos de capital: $180 mil millones a $190 mil millones este año, más de 6 veces 2022 – Satélites de cómputo de IA orbital de SpaceX: se espera a partir de 2028 – Duración de la misión: se espera que esté operativo durante un año
Material fuente: “Google lanza el Proyecto Suncatcher, un paso hacia centros de datos de IA en el espacio,” NPR.
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