谷歌准备开展测试，检验其AI芯片能否适应轨道环境

在考虑将芯片大范围部署到太空之前，谷歌必须让目前在其数据中心运行人工智能的芯片，先面对一种截然不同的环境。9月24日，谷歌宣布了Project Suncatcher（“逐日者”项目）的首次轨道测试：一颗与Planet合作开发的原型卫星，计划于随后一周搭乘SpaceX的Transporter-18拼车发射任务升空。眼下的任务，是查明设备如何承受发射，并在轨道上持续运行。

载荷包括TPU，这是一种专门加速神经网络所用数学运算的电子处理器。它们为支撑AI系统的重复计算而设计，目前用于地面数据中心。将它们装上卫星，会改变执行这些工作的条件：除了电力，设备还必须能够承受高能粒子的影响，并在周围没有空气的情况下找到散热途径。

第一道障碍就是旅程本身。火箭上升时，整个装置会承受加速度和振动。在地面试验中，工程师沿三个轴向振动卫星，模拟发射时预期出现的频率。据谷歌的Travis Beals介绍，硬件经受住了试验。实际飞行将使团队能够把这一受控试验结果与真实任务中的机械载荷进行比较，而不是把模拟通过视为问题已经解决。

发射之后，辐射带来一种不那么直观的威胁。高能粒子可以穿过元件，改变电子信息。例如，比特翻转会让一个数字信息单位的值在零和一之间转换；它若发生在某些位置，就可能影响正在进行的计算。材料还会受到累积损伤。因此，承受长期累积的辐射剂量，与无误地执行运算，是可靠性的两个不同方面。

为研究这种表现，团队在加利福尼亚大学戴维斯分校的Crocker核实验室，让Trillium代TPU在运行AI任务时接受质子束照射。工程师监测了处理过程中的错误。谷歌表示，初步结果显示，这些芯片能够承受超过一次五年任务预期水平的总电离剂量。公告没有给出剂量的绝对值，也没有提供完整的错误率，因此这一比较尚不能描述设备在轨道上的全部预期表现。

另一项考验来自热。芯片会在很小的区域内集中产生热量。在地球上，流动的空气可以带走其中一部分能量；在真空中，这条途径不复存在。系统必须把热量从处理器传到散热器，由其表面以热辐射的形式释放出去。谷歌在能够模拟热环境和真空条件的试验舱中，测试了热管与散热器的组合。原型卫星将显示这套方案在太空运行时的实际效果。

利用轨道上太阳能的前景，推动了这个于2025年提出的项目。不过，要把太阳能转化为计算能力，所需远不止让一块芯片保持通电。计划于2027年开展的一个阶段，将测试两颗卫星以及能够交换大量数据的激光链路。分离的机器要协同工作，就需要这种通信；它属于未来开发内容，而不是首次飞行能够交付的结果。

目前，“逐日者”带入太空的是一个包含三个具体方面的工程问题：机械耐受性、辐射下的表现，以及热量排出。答案可能指导后续任务的设计。更大规模基础设施的成本、维护和能源收支仍有待解决。这颗原型的进展，将在于把实验室试验转化为真实运行数据，让人们更清楚地看到：从轨道上的芯片，到有用的大规模计算，究竟还隔着哪些障碍。