馬斯克要資料中心上太空，其實沒想像瘋狂

另外兩個數字同樣關鍵：第一個是比功率（specific power），也就是每公斤衛星能提供多少瓦特的運算能力；第二個是衛星成本，即每瓦特運算能力需要多少美元。這些數字很大程度取決於太陽能板與散熱器的重量與性能。另一個未知數是，太空輻射對軌道上運行的AI晶片可靠性會造成多大影響。要判斷軌道資料中心是否可行，必須先估算出上述數據。

航太新創Varda Space Industries工程師麥克卡利普（Andrew McCalip）打造了一個網頁計算器（andrewmccalip.com），可以比較容量相同的軌道資料中心與地面資料中心的成本差異。計算結果顯示，在地球上建造一個容量高達1GW、運行五年的資料中心，成本約為159億美元。如果在太空建造同等規模的系統，假設發射成本每公斤500美元、比功率每公斤37瓦特、衛星成本每瓦特22美元，並使用能讓衛星98％的時間處於日照中的特殊軌道，總成本將高達511億美元。（這些數字不包括AI晶片或GPU成本，總計約150億至300億美元，但兩種方案皆須負擔此筆金額。）

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看起來似乎是地面方案完勝？實則未必。

成立於2024年的Starcloud以建造軌道資料中心為目標，持續在軌道上研究AI數據。真的就是字面的意思，他們確實是在「軌道上進行運算」。去年11月，該公司將Starcloud-1送入太空。這是一顆冰箱大小的衛星，裡面裝有一顆普通的輝達H100 GPU，這類晶片正是AI資料中心常用的硬體。Starcloud利用它訓練了一個小型AI語言模型NanoGPT（以莎士比亞作品為訓練資料）並回應查詢需求。這些實驗為AI晶片在軌道環境運作的可靠性提供了寶貴數據，也讓該公司更清楚地掌握其他關鍵參數。

先看比功率。麥克卡利普採用的每公斤37瓦特是參考星鏈（Starlink）衛星。這些由SpaceX建造的數千顆衛星被認為是目前最先進的技術，為全球提供高速網路。但星鏈衛星必須處理一些AI衛星不需要的功能。例如，它們需要昂貴的「相控陣天線」（phased-array）與地面通訊，且必須始終保持穩定姿態（orientation）。相對地，AI衛星僅需透過雷射與鄰近衛星通信，不必與地面直接聯絡，因此可以將更多重量（mass）用於提升運算能力。

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此外，由於不需要精確的指向能力，它們可以使用相對有彈性的太陽能板，進一步減輕重量並提高比功率。馬斯克表示，他認為AI衛星達到每公斤100瓦特的比功率是可行的，有些人甚至認為未來若能使用效率更高的太陽能電池，有機會達到每公斤150瓦特。（看更多：馬斯克的太空AI夢，能讓產能過剩的太陽能鹹魚翻身？）

Starcloud執行長強森（Philip Johnston）表示，公司為即將推出的衛星設定的目標是每公斤70瓦特，且該數值的計算基礎在公司看來已是相當保守。

再來看衛星成本。強森表示，Starcloud預計未來產品（不含 GPU）的成本將低於每瓦特5美元。麥克卡利普估計，目前星鏈衛星成本約為每瓦特22美元，相較於第一版的每瓦特32美元已明顯下降。同樣地，若不計GPU成本，AI衛星理論上應該更便宜，因為它們不需要昂貴的通訊設備。如果將麥克卡利普計算器中的比功率調整為每公斤70瓦特、衛星成本每瓦特5美元，結果將大不相同：一個1GW軌道資料中心的成本將是167億美元，僅比地面方案高出5％。

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不過，要實現這樣的結果，許多樂觀假設都必須成真。首先是發射成本要降到每公斤500美元，約為目前價格的三分之一。但如果SpaceX的新火箭星艦（Starship）開始運作，發射成本可能迅速下降。

星艦（Starship）從太空返回大氣層降落的能力。Shutterstock
 

太空資料中心成本，可以比地面還低？

強森指出，由於星艦採完全可回收設計，將每公斤貨物送入軌道的價格可能降至100至200美元。（對 SpaceX 而言，實際成本甚至可能壓低到每公斤20美元。）

如果將發射成本改為每公斤200美元，麥克卡利普的計算器顯示1GW軌道資料中心成本將降至121 美元，反而比地面資料中心更便宜。換言之，這個想法或許沒有表面上聽起來那麼瘋狂。

另一個未知因素是散熱。Starcloud最初開發的衛星無法讓GPU全天候運行，因為溫度一如預期過高。公司計劃今年發射第二顆測試衛星Starcloud-2，評估其可展開式散熱器設計。強森表示，這將是「太空中最大的商用可展開式散熱器」，尺寸僅次於國際太空站（ISS）的散熱器，但每公斤的散熱能力是其十倍。Starcloud的成本估算正是假設該散熱器能如期運作。

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此外，某些假設可能過於悲觀。例如，麥克卡利普的計算器假設送上軌道的GPU每年故障率高達9％。但Starcloud-1 的測試結果顯示，GPU在太空中的運作狀況優於預期。強森不願透露具體數字，不過如果每年只有5％的GPU失效，所需衛星數量會更少，軌道資料中心的成本將降至111億美元。

當然，地面資料中心的成本也可能下降，而且或許比在太空建造更容易實現。麥克卡利普的計算器假設地面資料中心使用天然氣發電機供電，但若改用太陽能，總成本可能降低10億至20億美元。在美國以外的地方建造資料中心可能還會更便宜，像是印度這類勞動成本低且陽光充足的經濟體。

目前最值得關注的是，星艦是否能成為可靠且可重複使用的火箭。馬斯克在推動SpaceX於未來一年內上市的同時，也大力宣傳軌道資料中心的可能性。至於Starcloud，則是預設星艦的低成本發射能順利帶來新商機，並據此為未來幾年布局。星艦的第12次測試飛行預計在3月進行，勢必將獲得AI界的高度關注。

（本文由「經濟學人」獨家授權轉載）