英伟达(Nvidia)最近发布了一个仿佛出自科幻大片的职位：轨道数据中心系统架构师。

　　该芯片制造商和其他科技巨头正致力于将一个令未来学家着迷的构想——通过航天器收集太阳能以支持地球上的活动——转化为人工智能(AI)计算的现实。

　　马斯克(Elon Musk)已将SpaceX未来的很大一部分重心重新放在了太空运营AI数据中心上。贝索斯(Jeff Bezos)的蓝色起源(Blue Origin)也设想在这一领域打造庞大的业务，而Alphabet旗下的谷歌(Google)和Planet Labs则正在开展一项任务，测试卫星将如何运行AI计算系统。

　　支持者表示，将计算任务转移到轨道上，将使AI开发者能够扩大这项技术的规模，同时避开他们在地球上面临的种种令人头疼的问题，比如各地限制数据中心建设的举措。

　　运营轨道数据中心将需要工程师和高管在从应对辐射到火箭技术的各个领域取得突破。其中很大一部分挑战在于，如何生产并发射大量此类设备，同时又不会耗资过巨。一些工程师认为这在经济上并不划算，而且还有许多重大问题仍未找到答案。

　　轨道数据中心将如何运作？

　　地面数据中心的特点是，在巨大的温控建筑内排列着一排排服务器机架。

　　轨道数据中心则将由搭载AI芯片的卫星群组成。它们需要太阳能电池阵列来发电，以运行AI计算系统。

　　预计这些卫星将在大致飞越地球两极的轨道上运行，以最大程度地接收日照。

　　几十年来，卫星一直依靠太阳能运行。AI卫星需要采用这项技术，并在大得多的规模上加以复制。

　　根据一项估计，国际空间站(International Space Station)产生的电力大约足以供100块先进的AI芯片使用。而一个轨道数据中心可能需要产生足够的电力，来驱动数千颗卫星内的成千上万块芯片。

　　这就需要巨大的太阳能电池阵列。在3月份的一场活动中，马斯克展示了SpaceX“AI Sat Mini”的渲染图。这款设备其实一点也不“迷你”。它配备的太阳能电池阵列使这颗卫星的长度远远超过了该公司约400英尺高的星舰(Starship)火箭。

　　“我们需要的是长达数公里的太阳能电池阵列，”Rocket Lab首席执行官彼得·贝克(Peter Beck)今年早些时候对投资者表示。

　　……但散热和冷却是一大挑战

　　太空中的加热与冷却

　　太空虽然寒冷，但处于真空状态。因此，AI卫星将需要复杂的系统来调节温度，以维持芯片的正常运行。

　　在AI芯片散发热量时保持卫星冷却，是让轨道数据中心在成本上能与地面基础设施竞争的一大障碍。

　　“在太空中进行热管理非常困难，这实际上意味着成本高昂，”曾在美国国家航空航天局(NASA)喷气推进实验室(Jet Propulsion Laboratory)工作的航天器顾问尚蒂·拉奥(Shanti Rao)说。

　　AI卫星将使用散热器来排出芯片产生的热量。这些散热设备将采用涂成黑色的扁平金属片的形式，朝向寒冷的太空（从而避开从太阳到太阳能电池板等各种热源）。

　　拉奥表示，更大的散热器和配套的散热设备会增加每颗卫星的质量，而且大型散热器造价高昂，因为它们更容易出现故障。

　　传输AI数据

　　要确保AI卫星之间以及太空与地面之间能够传输数据，将需要大量的工程技术支持。

　　被称为太空激光的光学链路将在卫星之间传输数据，试图以此模拟地球上的AI计算集群。这需要消耗大量能量。

　　“你想传输海量的数据？”亚利桑那州立大学(Arizona State University)工程学教授丹尼尔·布利斯(Daniel Bliss)说。“那么，你就必须提供巨大的电力。”

　　在太空中传输数据需要精确控制卫星上激光设备的指向，考虑到轨道数据中心的庞大规模，这是一项极具挑战性的任务。

　　与地球的通信是另一个问题：许多轨道数据中心方案都设想利用无线电频率将数据传回地面。布利斯表示，这种频谱的数据传输量是有限的。

　　需要低成本的发射

　　AI卫星是否切实可行，部分取决于火箭。

　　在最近的一篇论文中，谷歌的研究人员表示，如果发射成本降至每公斤200美元左右或更低，AI轨道数据中心的成本将与传统数据中心相当。而目前SpaceX主力火箭的发射成本约为每公斤3,400美元。

　　越来越多的供应商计划开始更频繁地发射新火箭，这可能有助于抑制价格上涨。不过，发射价格并不能保证一定会下降。SpaceX最近就上调了其猎鹰9号(Falcon 9)的发射价格。

　　轨道数据中心初创公司Cowboy Space的首席执行官拜朱·巴特(Baiju Bhatt)得出结论，他的公司需要拥有自己的火箭来发射太空AI设备。该公司最近筹集了2.75亿美元以推进这一目标。

　　“我们希望打通其中的经济账，使其具备成本竞争力。你必须把命运掌握在自己手中，”同时也是Robinhood联席创始人的巴特说。

　　还需要：海量的卫星

　　想要部署AI卫星群的公司还面临另一个障碍：这将需要数量庞大的卫星。

　　卫星顾问斯图尔特·泰勒(Stuart Taylor)表示，单是SpaceX的轨道数据中心计划，就意味着该公司需要具备庞大的制造能力。“生产所有这些卫星将是一项极其浩大的工程，”他说。

　　经济上划算吗？

　　航天工程师安德鲁·麦卡利普(Andrew McCalip)开发了一款在线工具，用于计算轨道数据中心的成本，并与地面常规数据中心的成本进行对比。

　　这个工具的核心在于权衡取舍。如果燃气轮机成本飙升，将有助于凸显AI卫星的经济优势。举例来说，如果发射成本降不下来，轨道数据中心的商业逻辑就很难成立。

　　麦卡利普在一篇帖子中写道：“如果你客观地算一算这笔账，物理定律并没有直接判它死刑，但经济现实却是极其残酷的。”