馬斯克提出在軌道上建設(shè)數(shù)據(jù)中心的構(gòu)想，最早源自于去年10月，他在X上回應(yīng)一篇關(guān)于“在太空中自主組裝大型數(shù)據(jù)中心”的討論時(shí)說(shuō)，只要把 Starlink V3 衛(wèi)星規(guī)?；糯缶涂梢?，SpaceX 會(huì)做這件事。這條回應(yīng)當(dāng)時(shí)并未引起太多關(guān)注，馬斯克每天平均發(fā)布回應(yīng)數(shù)十條帖子，爆論比比皆是。

但很快，人們發(fā)現(xiàn)馬斯克可能是認(rèn)真的。從11月的特斯拉投資者年會(huì)上開(kāi)始，馬斯克多次公開(kāi)講述其建設(shè)軌道數(shù)據(jù)中心的構(gòu)想，直至上個(gè)周末宣布投資200億美金建設(shè)芯片工廠，其中80%產(chǎn)能便是為了滿足未來(lái)軌道數(shù)據(jù)中心的需求。

馬斯克的核心觀點(diǎn)是，未來(lái)算力基礎(chǔ)設(shè)施不必完全依賴地面：借助更大規(guī)模的衛(wèi)星平臺(tái)、持續(xù)的太陽(yáng)能供給和可重復(fù)使用火箭的運(yùn)輸能力，高密度計(jì)算節(jié)點(diǎn)可以被部署到軌道上，形成服務(wù)人工智能的新一代基礎(chǔ)設(shè)施。

在芯片工廠TeraFab的發(fā)布會(huì)上，馬斯克認(rèn)為，“太空太陽(yáng)能效率為地面5倍以上，AI部署成本有望在2-3年內(nèi)低于地面”。OpenAI的山姆·奧特曼表示這“很荒謬……我們還沒(méi)到那一步”。谷歌則計(jì)劃測(cè)試這一概念。其前掌門(mén)人埃里克·施密特甚至收購(gòu)了一家火箭發(fā)射公司來(lái)推進(jìn)這一想法。

爭(zhēng)論的核心在于：為人工智能建設(shè)數(shù)據(jù)中心的最佳地點(diǎn)，是否不在地球上，而是在太空。在太空建設(shè)數(shù)據(jù)中心真的比在地球上更便宜嗎？

以下是《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》關(guān)于這個(gè)話題的報(bào)道，文章透過(guò)第三方視角對(duì)馬斯克這個(gè)看似瘋狂的計(jì)劃進(jìn)行了分析。

以下，enjoy：

為什么要把數(shù)據(jù)中心搬到太空

建設(shè)地面數(shù)據(jù)中心正變得越來(lái)越困難。研究機(jī)構(gòu)Sightline Climate稱，今年計(jì)劃投產(chǎn)的全球數(shù)據(jù)中心產(chǎn)能中，有30%-50%可能被推遲，高于2025年的26%。原因很多：

• 獲得建設(shè)許可和接入電網(wǎng)需要時(shí)間

• 公眾反對(duì)聲浪高漲，美國(guó)的一些州甚至提議暫停新項(xiàng)目審批

• 電力需求也在飆升

因此，將一組用于計(jì)算的衛(wèi)星送入軌道、利用充足的太陽(yáng)能，開(kāi)始被一些人視為一個(gè)好主意。馬斯克剛剛將其火箭公司SpaceX與AI初創(chuàng)公司xAI合并，并為此申請(qǐng)?jiān)S可，計(jì)劃建設(shè)一個(gè)由多達(dá)100萬(wàn)顆衛(wèi)星組成的軌道數(shù)據(jù)中心。但這是否合理？

三大關(guān)鍵障礙：發(fā)射、比功率、衛(wèi)星成本

最顯而易見(jiàn)的障礙是發(fā)射成本。SpaceX用重型獵鷹火箭將載荷送入軌道的價(jià)格約為每公斤1500美元，用獵鷹9約為3400美元（其實(shí)際成本約為報(bào)價(jià)的25%）。但還有兩個(gè)同樣關(guān)鍵的指標(biāo)：

1. 比功率（每公斤衛(wèi)星能提供多少瓦計(jì)算能力）
2. 衛(wèi)星成本（每瓦計(jì)算能力的成本）

這些指標(biāo)在很大程度上取決于太陽(yáng)能電池板和散熱輻射器的重量與性能。另一個(gè)未知數(shù)是空間輻射對(duì)AI芯片可靠性的影響。評(píng)估這些參數(shù)，才能判斷軌道數(shù)據(jù)中心是否可行。

在航天初創(chuàng)公司Varda工作的工程師安德魯·麥卡利普開(kāi)發(fā)了一個(gè)在線計(jì)算器（andrewmccalip*com），可以比較一定規(guī)模的軌道數(shù)據(jù)中心與地面數(shù)據(jù)中心的成本。結(jié)果顯示：在地球上建造一個(gè)容量高達(dá)1吉瓦的數(shù)據(jù)中心并運(yùn)行五年，成本約為159億美元。而一個(gè)軌道等效方案，在假設(shè)發(fā)射成本500美元/公斤、比功率37瓦/公斤、衛(wèi)星成本22美元/瓦、以及選擇使衛(wèi)星98%時(shí)間處于日照下的特殊軌道條件下，總成本高達(dá)511億美元（不包括AI芯片即GPU成本，這部分無(wú)論在哪都需要，約150億至300億美元）。

看起來(lái)地面方案完勝？也未必。

成立于2024年的公司Starcloud，正專注于軌道數(shù)據(jù)中心的構(gòu)想，并“實(shí)實(shí)在在地”嘗試在軌道上跑了數(shù)據(jù)。去年11月，該公司發(fā)射了Starcloud-1，這是一顆冰箱大小的衛(wèi)星，搭載了一塊用于AI數(shù)據(jù)中心的標(biāo)準(zhǔn)版英偉達(dá)H100 GPU。它在軌訓(xùn)練了一個(gè)小型語(yǔ)言模型NanoGPT（基于莎士比亞作品），并運(yùn)行了谷歌開(kāi)源大模型Gemma進(jìn)行問(wèn)答。這為評(píng)估AI芯片在軌運(yùn)行的可靠性提供了寶貴數(shù)據(jù)。公司對(duì)其他關(guān)鍵參數(shù)也有較清晰的認(rèn)知。

先看比功率。麥卡利普采用的37瓦/公斤數(shù)據(jù)，來(lái)自SpaceX的Starlink衛(wèi)星，這些衛(wèi)星被認(rèn)為是最先進(jìn)的，負(fù)責(zé)為全球提供高速互聯(lián)網(wǎng)。但Starlink衛(wèi)星需要做一些AI衛(wèi)星不需要的事情，例如配備昂貴的相控陣天線與地面通信，并始終保持穩(wěn)定姿態(tài)。相比之下，AI衛(wèi)星只需通過(guò)激光鏈路與鄰近衛(wèi)星通信，無(wú)需與地面直接通信，因此可以將更多質(zhì)量用于計(jì)算能力。

同時(shí)，由于不需要如此精確的指向控制，它們可以使用略微柔性的太陽(yáng)能電池板，從而減輕重量并提高比功率。馬斯克表示，他認(rèn)為AI衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)100瓦/公斤是可行的，一些人甚至認(rèn)為未來(lái)可達(dá)到150瓦/公斤。Starcloud首席執(zhí)行官菲利普·約翰斯頓稱，公司目標(biāo)是70瓦/公斤，這是基于較為保守的假設(shè)。

再看衛(wèi)星成本。約翰斯頓表示，在不計(jì)GPU成本的情況下，Starcloud的設(shè)計(jì)預(yù)計(jì)“低于每瓦5美元”。相比之下，麥卡利普估計(jì)Starlink衛(wèi)星目前約為22美元/瓦（最初為32美元/瓦）。同樣，由于不需要昂貴的通信組件，AI衛(wèi)星理論上更便宜。將計(jì)算器中的參數(shù)調(diào)整為70瓦/公斤和5美元/瓦后，結(jié)果大不相同，結(jié)論就是：經(jīng)過(guò)調(diào)整后的關(guān)鍵指標(biāo)，1吉瓦軌道數(shù)據(jù)中心成本為167億美元，僅比地面方案高5%。

星艦：決定性因素

不過(guò)，這需要一系列樂(lè)觀假設(shè)。首先，發(fā)射成本需降至500美元/公斤，大約是當(dāng)前價(jià)格的三分之一。但如果SpaceX的新一代星艦成功投入運(yùn)營(yíng)，發(fā)射成本可能迅速下降。由于星艦設(shè)計(jì)為完全可重復(fù)使用，將1公斤送入軌道的價(jià)格可能降至100至200美元（約翰斯頓稱，SpaceX的內(nèi)部成本甚至可能低至20美元/公斤）。如果將發(fā)射成本設(shè)為200美元/公斤，計(jì)算器顯示1吉瓦軌道數(shù)據(jù)中心成本將降至121億美元——低于地面方案。簡(jiǎn)而言之，這一想法或許并不像看起來(lái)那樣瘋狂。

另一個(gè)未知因素是散熱。Starcloud的首顆衛(wèi)星無(wú)法全天候運(yùn)行搭載的GPU，因?yàn)椋ú怀鏊希囟冗^(guò)高。該公司計(jì)劃今年發(fā)射Starcloud-2，用于測(cè)試其可展開(kāi)式散熱器設(shè)計(jì)。約翰斯頓稱，這將是“太空中最大的商業(yè)可展開(kāi)散熱器”，規(guī)模僅次于國(guó)際空間站的散熱器，但單位質(zhì)量散熱能力高出十倍。其成本模型假設(shè)該散熱器能夠按預(yù)期工作。

一些假設(shè)也可能過(guò)于保守。例如，麥卡利普的計(jì)算器假設(shè)每年有高達(dá)9%的GPU在軌失效。但Starcloud-1的經(jīng)驗(yàn)表明，“GPU在太空中的表現(xiàn)比我們預(yù)期更好”，約翰斯頓表示(雖然他未透露具體數(shù)據(jù))。如果每年失效率僅為5%，所需衛(wèi)星數(shù)量將減少，軌道數(shù)據(jù)中心成本將降至111億美元。

當(dāng)然，地面數(shù)據(jù)中心成本也可能下降，而且實(shí)現(xiàn)難度可能更低。麥卡利普的模型假設(shè)地面數(shù)據(jù)中心使用天然氣發(fā)電，但若改用太陽(yáng)能，成本可能減少10億至20億美元。此外，在美國(guó)以外地區(qū)建設(shè)成本可能更低，尤其是在陽(yáng)光充足、勞動(dòng)力成本較低的國(guó)家（如印度）。

目前最值得關(guān)注的是：星艦是否能夠?qū)崿F(xiàn)可靠的復(fù)用。如果星艦可靠復(fù)用、發(fā)射成本降至200美元/公斤以下、比功率達(dá)到70-100瓦/公斤、散熱問(wèn)題解決——那么，軌道數(shù)據(jù)中心完全可能比地面方案更便宜。

星艦第12次試飛預(yù)計(jì)將在4月進(jìn)行，現(xiàn)在，不僅僅是航天，AI行業(yè)也在密切關(guān)注。

原文刊載于《經(jīng)濟(jì)學(xué)人》，3月2日