马斯克豪赌太空算力:AI卫星功耗150千瓦,发射成本410万美元!

美国SpaceX宣布将建超级卫星工厂Gigasat!

除了设计草图以外,就连核心技术参数都直接抛出来了,这还是马斯克首次公开第一代AI卫星,甚至还有点毫无保留的意思,工厂规模更是空前:

大家应该都知道SpaceX星际基地的Starfactory吧,也就是那个多次号称要每天生产一枚星舰的火箭制造工厂(当然,这是他们的终极目标),占地面积大概是100万平方英尺。而超级卫星工厂Gigasat工厂就更不得了,占地面积至少会达到Starfactory的十倍以上。

而且,Gigasat工厂不仅是面积足够大,AI1卫星供应链还将在单个园区内做到高度垂直整合,直接做到全流程制造, 包括大规模AI卫星量产线、卫星研发与测试设施和仓储物流基础设施,也会直接在这个园区全部做好相应配套,可以说是一步到位了。

在此之前,马斯克就亲自下场喊话,不需要5年,给他3年时间就能自建晶圆厂(TeraFab工厂)并实现量产,到时候芯片的生产时间会大幅缩短。包括传统的洁净室标准,也将被颠覆,在这个2纳米制程芯片超级工厂里,你随时都可以吃上汉堡。

而这个晶圆厂就和超级卫星工厂Gigasat密切相关,两者甚至可以说是缺一不可的关系。马斯克要自己建厂造芯片,并非只是担心供应商的生产能力跟不上。放长远来,量身定制芯片这件事还是放在自家更方便操作,后面还能专门为 AI1卫星研发抗辐射的专用芯片。

SpaceX建超级卫星工厂:地面数据中心成本更低,为何要舍近求远?

当然,也有人不解,这么宏大的规划本质就是在太空建立数据中心,而地面上的数据中心明明就近在咫尺,成本也可控,何必花更多成本去发射大量AI卫星,而且还没有现有生产线可以用,这就多出了建厂、卫星研制、发射和维护成本。

另外,太空看似有源源不断的太阳能资源可以利用,但背后牵涉的技术问题就复杂了。比如怎么确保散热没有问题,真空无对流,仅能靠辐射散热。而且,太空也不是24小时都有免费的太阳能可以用,而太空高能宇宙射线,又会明显影响AI芯片的寿命。

事实上,在太空建立数据中心,除了要研制专门的卫星之外,还牵涉到较大的发射成本,即便SpaceX有自己的可重复使用火箭猎鹰9号,同样也要核算成本。单颗算力卫星重量达到几吨,部署16 卡B300集群上天可能就得花410万美元,而相同的情况下地面就只需140万美元左右。

虽然马斯克给出了一些理由,比如地面AI数据中心耗电剧增,以后可能根本不够用,而近地轨道上的太阳能可以说是无限的,还有真空辐射散热优势,从理论上来说就有机会避开地球能源约束。但我认为,还有一个重要原因,那就是抢占技术先机和轨道资源,提前锁定好的频谱和轨道位置。

SpaceX发射AI1卫星去太空建立数据中心,技术难度还没有星链大?

当不少人还在质疑在太空建数据中心的可行性时,马斯克又公开表示对于SpaceX来说,想要在太空建立数据中心并不是多难的事情,如果一定要具象化这个操作难度,那可能还没有目前星链业务面临的技术挑战大。

对,就是那个在轨运行卫星数量已经破万的美国星链,也是为SpaceX创造最多营收利润的星链业务。而且,一万还只是开始,还没达到最终长期目标发射量(4.2 万颗)的一半。但是,如果你以为马斯克只是高调画大饼,那可能还是错看他了,为什么这么说呢?

首先,他给出了明确的时间点。这个时间点不是多少年以后,而是等到2027年底,这个Gigasat工厂就能做到“相当规模”的量产出货,预估能做到每年1吉瓦太空AI算力的年化部署率 ,然后在2030年的时候达到100吉瓦,短短3年时间直接翻100倍。

其次,SpaceX的确具备一些优势,去年一年就发射了超3000颗星链卫星,这足以体现其卫星制造和火箭发射实力,既能做到卫星量产,又能高频发射,这个能力就可以直接复刻到下一代AI算力基础设施的建设上。

既然要在太空建立数据中心,那当然就又得发射相应的卫星才行,SpaceX就是通过AI1卫星来实现,从设计来看,它会配备超大面积的太阳阵列,翼展约70米(采用垂直布置的双面散热板),散热密度达1400W/m²,发电密度可达250W/m²,持续平均计算功耗和峰值计算功耗分别为120千瓦、150千瓦。

另外,AI1卫星的构型的确比目前的星链卫星更加精简,对,你没看错,尽管有不少人觉得星链卫星的寿命太短,时有分解坠落的情况出现,但它的结构并不简单,而AI1卫星就直接省去了抛物面天线和巨型相控阵天线。

简单来说,星链卫星那套特别麻烦的对地通信天线系统,完全不需要配置到AI1卫星身上,后者更像是一个大型硬件组合体,超大散热板和巨型太阳能阵列就是最显眼的两大标志。

而制造AI1卫星可能用到的大部分技术,都可以直接复用星链V3卫星平台(已经研发并实施过验证),这意味着一旦量产AI1卫星的工厂建成,那实现大规模量产便是很快就能做到的事情,而且SpaceX丰富的发射和运营经验也可以直接复用到AI卫星业务身上。

既要建超级卫星工厂,又要打造晶圆厂!美国SpaceX背后目的都指向太空算力,我国已经取得哪些重要突破?

美国SpaceX一边打造晶圆厂,一边修建超级卫星工厂,背后目的都是指向太空算力。也就是说,他们已经不再只局限于大型低轨互联网星座组网项目,又多了一个方式来发射自己想发射的卫星了,只不过服务从网络变成了数据。

前面已经提到了轨道资源,这个东西的确是有限的,不管它是普通卫星,还是所谓的AI卫星,只要发射上去就会相应占据一个位置。而近地轨道的空间有限,好的频轨资源也就那些,一旦申请被批准,而且按进度进行了卫星发射操作,那这个资源就被锁定了。

所以,我国也在加速布局太空算力,且已经实现单星峰值算力接近1000TOPS的在轨能力,星间通信速率达到100Gbps。可能不少人都没注意到,我们已经发射了不少实验星进行验证,比如2024年的东方慧眼高分01星,2025年的首批12颗计算卫星。

有了太空算力中心以后,那原始数据其实就不需要再传回地球,因为这些卫星都有一个强大的“大脑”,它自己就能在太空中完成全部计算,并进行智能赛选,地面就只需要接受它的分析结论即可,在完美避开了地面光纤、基站限制的同时,算力服务还能突破地理上的边界限制。

所以,即便在太空算力建数据中心,可能在技术上面临不小挑战,并且还会呈现出短期成本较高的现实情况,但依然撬动了商业航天诸多民营公司的决心。这个月月初的时候,北京市首个太空算力产业创新中心也在海淀区成立了,实际上,像上海、杭州、天津等城市也都在布局太空算力。


(科技责编:拓荒牛 )