Google hé lộ dự án táo bạo xây trung tâm dữ liệu AI ngoài vũ trụ

Hãy tưởng tượng những trung tâm dữ liệu lơ lửng trong không gian, được vận hành trực tiếp bằng năng lượng Mặt Trời và huấn luyện các mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) vượt xa giới hạn năng lượng của Trái đất.

Đó chính là Project Suncatcher, dự án “moonshot” mới nhất của Google, nhằm nghiên cứu cách các chòm vệ tinh chạy bằng năng lượng Mặt Trời có thể mở rộng quy mô tính toán AI trong không gian.

Google công bố dự án xây dựng hạ tầng AI ngoài không gian. Ảnh: iStock

Trong báo cáo khoa học mang tên “Hướng đến thiết kế hệ thống hạ tầng AI có thể mở rộng dựa trên không gian tương lai”, Google mô tả Mặt Trời là “nguồn năng lượng tối thượng trong Hệ Mặt trời, phát ra công suất lớn hơn 100 nghìn tỷ lần tổng lượng điện năng mà nhân loại sản xuất”.

Theo nhóm nghiên cứu, trong quỹ đạo thích hợp, tấm pin Mặt Trời có thể hiệu quả gấp 8 lần so với trên Trái đất và hoạt động gần như liên tục.

Project Suncatcher hướng đến mục tiêu tạo ra hệ thống điện toán ngoài không gian vừa tiết kiệm tài nguyên Trái đất, vừa mở rộng khả năng tính toán AI lên quy mô chưa từng có.

Cấu trúc của hệ thống bao gồm các vệ tinh bay theo quỹ đạo đồng bộ Mặt Trời, giúp tận dụng ánh sáng gần như không ngắt quãng, giảm phụ thuộc vào pin dự phòng.

Mỗi vệ tinh mang theo phần cứng TPU (Tensor Processing Unit) - con chip chuyên dụng cho AI của Google - được kết nối bằng liên kết quang học không gian tự do, truyền dữ liệu với tốc độ hàng chục terabit mỗi giây.

Để mô phỏng sức mạnh của trung tâm dữ liệu mặt đất, nhóm đề xuất các vệ tinh bay thành cụm, chỉ cách nhau vài trăm mét. Khoảng cách này giúp giảm thiểu suy hao tín hiệu, đồng thời cho phép kết nối băng thông siêu cao.

Nhóm nghiên cứu cho biết, với công nghệ ghép kênh bước sóng DWDM đa kênh và ghép không gian, tốc độ truyền giữa các vệ tinh có thể đạt hàng terabit mỗi giây.

Các thử nghiệm ban đầu đã ghi nhận truyền tải hai chiều 800 Gbps, chứng minh tính khả thi của mô hình này.

Bên cạnh đó, Google cũng thử nghiệm khả năng chống bức xạ của chip Trillium TPU v6e dưới chùm proton 67 MeV và phát hiện “không có lỗi nghiêm trọng nào” ngay cả ở liều bức xạ cao nhất 15 krad(Si).

Hiện Project Suncatcher vẫn trong giai đoạn nghiên cứu, nhưng Google cho biết sẽ phóng thử hai vệ tinh nguyên mẫu vào đầu năm 2027 - hợp tác cùng Planet Labs - để kiểm tra phần cứng TPU và liên kết quang học giữa các vệ tinh.

Về mặt kinh tế, mô hình này ngày càng khả thi hơn khi chi phí phóng vệ tinh đang giảm nhanh, dự kiến xuống dưới 200 USD/kg vào giữa thập niên 2030.

Khi đó, chi phí vận hành “trung tâm dữ liệu ngoài không gian” có thể tương đương với hệ thống mặt đất, nhưng mang lại lợi thế năng lượng và bảo mật vượt trội.

Dự án Suncatcher là phần tiếp nối trong chuỗi “moonshot” táo bạo của Google, sau các dự án máy tính lượng tử và xe tự hành.

“Như mọi dự án Moonshot khác, vẫn còn nhiều điều chưa biết”, nhóm nghiên cứu viết. “Nhưng chính tinh thần đó thôi thúc chúng tôi xây dựng những công nghệ từng bị cho là không tưởng”.

Với Suncatcher, Google không chỉ đẩy AI vượt khỏi giới hạn của “đám mây” (cloud), mà còn hướng nó ra ngoài quỹ đạo, nơi cuộc cách mạng điện toán tiếp theo có thể được vận hành bằng năng lượng Mặt Trời.

(Theo Interesting Engineering)

Du Lam