Googleは10月1日、自社のAI向けチップTPU（Tensor Processing Unit）を載せた試験衛星を、SpaceXのロケットで米カリフォルニアから打ち上げました。同社がチップを宇宙へ送るのは初めてです。同日には、軌道上データセンターに関する査読済み論文も公開しました。論文は、実現にStarshipが10年で約1,800回飛ぶ必要があると試算しています。AIの電力需要を宇宙で賄う構想が、実験の段階に入りました。
背景と文脈
AIの学習と推論には大量の電力と冷却が必要で、地上のデータセンター建設は電力確保が大きな制約になっています。そこで、太陽光を常時得やすい宇宙に計算機を置く発想が出てきました。Googleの「Project Suncatcher」は、その長期構想です。
TechCrunchによると、Suncatcherを率いるTravis Beals氏は、これを「長期的なムーンショット」と位置づけています。狙いは、将来の宇宙インフラとAIワークロード（処理の負荷）に備えることです。
今回の試験衛星は、Planet Labsが製造した標準的な衛星基盤を使っています。目的は、TPUが宇宙で動くことの実証です。具体的には、1キロワットの連続電力の供給、チップの冷却、複数のモデルを動かして異常が出ないかの確認を行います。
Beals氏は「地上でも試験はしてきたが、本物に勝るテストはない」と語っています。軌道上のTPUは、電力と熱の管理に余裕を持たせるため、15分間のバースト運転で動かす計画です。
なお、Google自身がSpaceXの大口の出資者である点も押さえておきたいところです。打ち上げ側と利用側が資本でつながっているため、コスト低下の見通しにはある程度の織り込みがあると見るのが自然でしょう。
技術面とコスト試算
Googleが描く軌道上データセンターは、81基の衛星が密集した編隊で飛び、並列に処理する網です。複数のサーバーラックにまたがる処理では、TPU同士の通信帯域と遅延が極めて重要だとBeals氏は説明しています。
来年には、Planet Labsと協力して計算用途により特化した2基の衛星を打ち上げる予定です。2基はレーザー通信でつながり、協調して動くことを試みます。
同じロケットには100を超えるペイロードが載り、SatlytやCowboy Space Companyなど、宇宙でのAI搭載機を狙う企業の機体も含まれます。ただし、長期計画として取り組む点がGoogleの違いです。
放射線への耐性も論点です。Googleは粒子加速器での試験をやり直しました。チップの構成が想定以上に遮蔽効果を持っていたと分かったためです。やり直しの結果、論理回路でのエラーはやや増えましたが、5年の衛星寿命の間、大規模な推論に耐えられるとの見方は維持しています。
Beals氏は、一般的な推論ならエラー率は100万分の1程度と低いと述べました。一方で、数千個のチップが数か月動き続ける大規模な学習では、すでに問題になりうると認めています。推論向きという現実的な線引きです。
論文は、SpaceXのロケットが年率約20%のコスト低下を続けてきた「学習曲線」を前提にしています。この前提で、2035年に打ち上げ価格が1キロあたり約200ドルになりうると見ています。実現には、Starshipで37万トンの荷重を軌道に運ぶ必要があり、1回200トン積んでも約1,800回、年180回に相当します。Starshipが年に5回を超えて飛んだ実績はまだありません。
これからどうなるか
宇宙データセンターの成否は、チップの性能よりも打ち上げ頻度とコストに左右されそうです。Googleの試算は経済性の検証ではないと断り書きがあるものの、必要なロケットの運用規模を数字で示した点に価値があります。
開発者にとっての意味は、短期では限られます。当面の実用先は、大規模学習ではなく推論の負荷分散でしょう。ただ、「どこで計算するか」という選択肢が増える可能性は、クラウドの電力コストや立地を考えるうえで頭に入れておく価値があります。
今後は、来年に予定された2基の衛星実験で、衛星間のレーザー通信と並列処理が実際に機能するかが焦点です。ここで通信遅延とエラー率の実測値が出れば、構想の現実味を測る材料になります。
もう1つの見どころは、試験衛星の運用データです。15分間のバースト運転の間に、温度や電力の推移、エラーの発生頻度がどう出るかが、設計の見直しに直結します。Googleは地上での試験結果と軌道上の実測値を突き合わせることで、5年の寿命という前提を検証していくことになります。
まとめ
Googleは、TPUを積んだ試験衛星の打ち上げで、宇宙データセンター構想を実験段階へ進めました。放射線耐性は推論なら問題が小さい一方、学習では課題が残ります。最大の壁はStarshipの約1,800回の打ち上げという規模です。来年の2基実験が次の節目です。
参考リンク
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