В США запатентовали модульные дата-центры на околоземной орбите

Что случилось

Американская компания Sophia Space и Калифорнийский технологический институт получили патент на архитектуру дата-центров, которые можно развертывать на низкой околоземной орбите. Разработка получила название TILE — Thermal Integrated LEO Edge. Ее ключевая особенность — модульная конструкция и пассивное охлаждение, не требующее насосов, жидкостных контуров и другой сложной механики.

Вместо одного крупного спутника разработчики предлагают собирать вычислительный комплекс из множества плоских автономных модулей. В каждом таком блоке размещаются процессоры, память, солнечные панели и собственная система отвода тепла. Модули связываются друг с другом оптоволоконными линиями, но не зависят от общей системы питания или охлаждения. Это позволяет постепенно увеличивать мощность дата-центра, добавляя к конструкции новые элементы.

Одна сторона модуля должна быть постоянно обращена к Солнцу и вырабатывать электроэнергию. Другая выполняет роль радиатора — она отводит тепло от вычислительного оборудования и излучает его в космос. Для орбитальных серверов это особенно важно, поскольку в вакууме нет воздуха, который мог бы охлаждать оборудование. Избавиться от избыточного тепла там можно прежде всего с помощью теплового излучения.

По замыслу авторов, такие системы смогут обрабатывать часть данных непосредственно на орбите. На Землю в этом случае будут передаваться уже готовые результаты, а не весь объем исходной информации. Это может быть полезно, например, для спутников наблюдения, которые собирают большие массивы снимков и других данных.

Sophia Space рассчитывает провести первое испытание технологии в 2027 году. На спутниковой платформе Apex Nova планируют разместить один модуль TILE, оснащенный четырьмя графическими процессорами. Во время эксперимента компания намерена проверить работу вычислительного оборудования, энергоснабжения и пассивного отвода тепла в реальных условиях космоса.

В случае успеха следующим этапом должен стать запуск из четырех-шести спутников. Он предварительно намечен на 2029–2030 годы.

Контекст и предпосылки

Идея вынести вычислительную инфраструктуру за пределы Земли появилась на фоне стремительного роста наземных дата-центров. Главным двигателем этого процесса стал искусственный интеллект: обучение и работа крупных моделей требуют значительно больше вычислительных ресурсов, чем обычные облачные сервисы, сайты или хранение файлов.

В 2024 году дата-центры по всему миру потребили около 415 ТВт/ч электроэнергии — примерно 1,5% глобального спроса. Международное энергетическое агентство ожидает, что к 2030 году этот показатель почти удвоится и достигнет 945 ТВт/ч. Потребление отрасли будет расти примерно на 15% ежегодно — в четыре раза быстрее, чем спрос на электричество в остальных секторах. Почти половину прироста обеспечат серверы, предназначенные прежде всего для задач искусственного интеллекта.

Проблема заключается не только в общем объеме потребления, но и в его концентрации. Крупные вычислительные комплексы строят группами в нескольких регионах, где есть доступ к линиям электропередачи, оптоволоконным сетям и подходящим земельным участкам. Один объект может требовать сотни мегаватт мощности, поэтому энергетическим компаниям приходится строить электростанции, подстанции и новые линии. Жители опасаются, что часть этих расходов будет включена в общие тарифы.

Вероятные последствия

Запуски, производство спутников и связь с Землей пока слишком дороги для массового переноса вычислений на орбиту. Кроме того, многие сервисы требуют минимальной задержки и постоянного обмена большими объемами данных с пользователями. Поэтому орбитальные системы сначала станут дополнением к наземной инфраструктуре, а не ее полноценной заменой.