Google schickt seine KI-Chips ins All mit SpaceX’s Transporter-18.

Der Suchmaschinenriese verschickt seine künstliche Intelligenz-Hardware in die Umlaufbahn und hat nun präzise dargelegt, wie er plant, den Plan umzusetzen. Projekt Suncatcher, ein ehrgeiziges Vorhaben, das im vergangenen Jahr vorgestellt wurde, sieht vor, einen Prototypensatelliten, der die eigene interne KI-Arbeit des Unternehmens trägt, mit einer SpaceX Transporter-18 Rideshare-Mission zu starten. Die Nutzlast transportiert Tensor Processing Units, oder TPUs, die kundenspezifischen Chips, die einen Großteil von Google antreiben.

Google hat es sich zum Ziel gesetzt, orbitale Rechenzentren zu bauen, die in der Lage sind, massive KI-Workloads ohne Unterbrechung auszuführen. Anstatt auf die Erdrotation für Strom zu setzen, würden diese Einrichtungen nahezu konstante Energie direkt von der Sonne beziehen. Das Unternehmen sieht platzbasierte Supercomputer innerhalb eines Jahrzehnts als praktikable Option an, eine Wette darauf, ob solche Systeme im Orbit zum Funktionieren gebracht werden können.

Hardware-Überleben

Die Reise einer Rakete durch die niedrige Erdumlaufbahn dauert etwa 10 Minuten. Während dieser Zeit muss das Fahrzeug starken Vibrationen und kontinuierlichem Druck durch Beschleunigung standhalten, der bis zum 10-Fachen der Erdbeschleunigung, oder g-Kraft, reicht. Einige Teile, einschließlich der TPU-Chips, sind sogar noch höheren Belastungen ausgesetzt, die zwischen 50 und 100 g liegen.

Um die Kräfte eines Raketenstarts zu simulieren, unterzog das Team den Satelliten intensiven Vibrationstests und ließ ihn in allen drei Achsen vibrieren. Solche Tests verlaufen selten ohne Zwischenfälle, doch die Hardware hielt den ihr ausgeübten Kräften stand. Dieses Ergebnis ist eine angenehme Überraschung, aber keine Garantie für zukünftige Leistung.

Nachdem die TPUs im Weltraum sind, wird das Problem zu Strahlung von Sonnenereignissen und kosmischen Strahlen, die Elektronik beschädigen können. Am Crocker Nuclear Laboratory der UC Davis ließ Google TPUs während des Betriebs von KI-Workloads mit einem Protonenstrahl testen und überwachte aufmerksam, wie Fehler, wie z. B. ein Bitflip, sich auf diese Workloads auswirken würden.

Die Trillium TPUs haben sich bisher erstaunlich widerstandsfähig gezeigt und können einer Gesamtstrahlung überstehen, die über das hinausgeht, was sie auf einer fünfjährigen Weltraummission erleben würden. Dennoch können bestimmte Tests nur im Orbit durchgeführt werden, und der bevorstehende Start wird endlich die fehlenden Informationen liefern.

Kühlung im Weltraum

In TPUs kann sich aufgrund der engen räumlichen Gegebenheiten eine große Hitzeansammlung bilden, eine Gefahr, die sichere Ableitung erfordert, bevor die Chips überhitzen. Fehlt jedoch Luft, bietet der Raum keine natürliche Strömung, um diese Wärme abzuführen. In einem Vakuum ist die einzige Möglichkeit der Wärmeableitung über Radiatoren, was von der üblichen Methode zur Kühlung elektronischer Komponenten abweicht.

Das Unternehmen entwickelt ein Kühlsystem für seine Chips, das Hitzepfeife und Radiatoren miteinander verbindet. Sein Team hat die Technologie in einer thermischen Vakuumkammer getestet, die die Temperatur- und Vakuumbedingungen im Weltraum nachbildet. Google wird beobachten, wie das neue TPU-Kühlsystem im Orbit funktioniert, und Verbesserungen am Design vornehmen, sobald es mehr Erkenntnisse gewonnen hat.

Satellitenvernetzung

Die nächste Generation von Satelliten wird jeweils Dutzende von TPU-Chips tragen, während sie in Gruppen um die Erde kreisen. Jeder Satellit muss seine eigene Position und seine Lage relativ zu seinen Nachbarn kennen, um die für die Verarbeitung von KI benötigte Bandbreite aufrechtzuerhalten. Zur Erreichung dieses Ziels werden Laser für die Kommunikation zwischen Satelliten eingesetzt.

Weltraumtechnologie ist bereits vorhanden, obwohl die meisten hochmodernen Systeme für geringe Bandbreiten über große Entfernungen ausgelegt sind. Googles Laser müssen über extrem kurze Distanzen hinweg mit sehr hoher Bandbreite funktionieren. Die Aufrechterhaltung dieser Verbindung erfordert außergewöhnliche Präzision, ähnlich dem Treffen eines coin-großen Ziels aus Meilen Entfernung, wobei beide Punkte in Bewegung sind.

Google wird diese Arbeit im Jahr 2027 testen, wenn es zwei Satelliten in die Umlaufbahn bringt.

Was als Nächstes geschieht

Der anfängliche Flug dient als Test, um festzustellen, welche Funktionen funktionieren und wo Probleme auftreten, damit die gewonnenen Erkenntnisse für spätere Reisen genutzt werden können. Google erklärt jetzt keinen Triumph; es sammelt stattdessen Informationen.

Die Video-Serie des Unternehmens untersucht die wissenschaftlichen Grundlagen der Mission, wobei das Team erläutert, was es zu entdecken hofft und welche technischen Hindernisse noch vor ihnen liegen. Das kommende Ziel ist 2027, wenn das Unternehmen zwei Satelliten starten wird, um die Laser-Interkonnektivität auf die Probe zu stellen.

„Die Erschließung des Weltraums als eine praktikable Stätte für skalierbare KI-Rechenleistung wird nicht von heute auf morgen geschehen.“

Das Team von Project Suncatcher bietet eine offene Selbsteinschätzung an und räumt ein, dass sein Ansatz auf sorgfältiger Entwicklungsarbeit beruht, beginnend damit, zu zeigen, dass Hardware den physischen und unvorhersehbaren Realitäten von Orbitaloperationen standhalten kann.

Kasten mit den wichtigsten Fakten

• Start: Prototyp-Satellit auf SpaceX’s Transporter-18 Rideshare-Mission
• Hardware: Tensor Processing Units (TPUs)
• Strahlenprüfung: Protonenstrahl-Einrichtung im Crocker Nuclear Laboratory der UC Davis
• Kühlungsprüfung: Thermische Vakuumkammer
• Nächste Meilenstein: Zwei Satelliten in der Umlaufbahn, 2027
• Strahlenbeständigkeit: Überstand eine Dosis, die der Belastung einer fünfjährigen Weltraummission entspricht

Warum das wichtig ist

Unter einer kleinen Anzahl von Unternehmen, die die Mittel haben, Hardware zu konstruieren, zu bewerten und freizugeben, steht Google dabei an der Spitze. Die Konsequenzen sind erheblich. Sollte KI-Infrastruktur nachweislich zuverlässig im Weltraum betrieben werden können, verändert dies die finanzielle Grundlage von Cloud Computing.

Dieser breitere Ansatz wird vom Unternehmen als eine Möglichkeit dargestellt, sicherzustellen, dass die enormen Vorteile der KI in Bereichen wie Gesundheitswesen und wissenschaftliche Entdeckung für alle bis weit in die Zukunft zugänglich sind. Das ist das erklärte Ziel. Der Weg dorthin führt über Vibrationskammern, Protonenstrahlen und zwei Satelliten in der Umlaufbahn.

Hier ist ein echter Versuch von etwas Neuem im Gange. Anstatt über KI im Weltraum zu sprechen, hat Google die Hardware selbst in die Umlaufbahn gebracht, um zu testen, ob sie funktioniert.

„Googles Projekt Suncatcher soll ML-Infrastruktur im Weltraum installieren“, Google.