Google CEO Pichai正式宣布Google将于10月1日推出Tensor Processing Units（TPUs）至轨道，扩展AI计算基础设施到空基平台。
谷歌即将触及星辰
在一篇长文中，首席执行官桑达尔·皮查伊宣布，谷歌将于10月1日开始其Suncatcher项目的首次轨道测试——计算能力相当于单个地面服务器。
谷歌首次公开披露Suncatcher项目是在去年11月。该项目被定义为谷歌的"长期研究"，旨在探索如何在太空中扩展计算工作负载。当时，谷歌宣布与卫星公司Planet建立合作关系，并计划于2027年初发射两颗原型卫星以验证该概念并测试基于激光的星间通信。
传统认知认为计算的根本制约是能源。在太空中，卫星可以比地面系统更有效地利用持续的太阳能，同时消除了对物理数据中心、建筑物、冷却系统和电力基础设施的需求。
然而，表面之下，Suncatcher代表着更深层的东西：谷歌创始时代理想主义愿景与当今AI经济商业现实的融合。
**这个项目是什么？**
准确地说，谷歌正在发射一颗代号为MVP（最小可行产品）的卫星，搭乘SpaceX的Transporter-18任务，乘坐来自加州范登堡太空军基地的猎鹰9号火箭。它将进入低地球轨道，沿着晨昏太阳同步路径，使其几乎保持在源源不断的阳光照射中。
该卫星大约冰箱大小。卫星平台来自Planet Labs，这是一家位于旧金山的卫星成像公司。内部是谷歌定制的四个TPU（张量处理单元），它们合计提供的计算能力大约相当于地面数据中心的单个服务器。
电力来自太阳能电池板，输出功率约为1千瓦——大约相当于微波炉或吹风机的耗电量。谷歌计划运营Suncatcher约一年，不过该卫星本身可以在轨道上停留长达6年，然后在大气再入时烧毁。
根据皮查伊的说法，该任务的主要目标是测试硬件性能和热散发——确定TPU能否承受发射、辐射和热应力。
轨道力学是关键。MVP进入晨昏太阳同步轨道（晨昏SSO），使卫星保持在地球晨昏线上运行，接受近乎连续的阳光。在地面，太阳能电池板受到云层、昼夜循环和天气的制约。但在太空中，太阳辐射要强得多——相同的电池板产生的电力可以是在地球上产生电力的8倍，且供应几乎不间断。
谷歌计划最终部署81颗卫星，形成一个跨越约1公里半径的编队，平均高度约650公里，通过激光星间链路——自由空间光通信——相互联网，以作为统一计算集群运行。
尽管轨道空间广阔，但这些卫星必须以紧密的编队飞行。这是因为为了使基于太空的计算能匹配地面数据中心，星间通信必须既快速又可靠。
当前卫星之间的激光链路通常以1至100吉比特每秒的速率运行，它们被设计用于长距离、低带宽应用。但谷歌的核心任务是AI训练，这要求的恰好相反：极短距离、极高带宽链路。
根据谷歌的预测，分布式训练需要单条链路间总聚合带宽为10太比特每秒。随着距离减少，所需的接收光功率迅速下降——精密程度相当于从几英里外将两颗高速卫星对准一个硬币大小的物体。
**三大挑战**
如前所述，将AI芯片送入太空需要谷歌的工程师们克服三个障碍。
首先是发射本身。火箭上升大约需要10分钟，在此期间卫星经历持续加速。局部组件可能面临50至100倍地球重力的瞬间g力，加上严重振动。发射前，团队对卫星进行了三轴振动测试，以模拟火箭飞行频率。
第二个挑战是辐射。太空中的宇宙射线和太阳活动可能导致电子组件中的"位翻转"——单个粒子撞击并将0翻转为1，导致计算错误。
为了测试辐射硬度，谷歌将其TPU暴露于加州大学戴维斯分校加速器中的67 MeV质子束中，同时运行AI工作负载。初步结果表明该芯片能够承受相当于5年以上运行的辐射剂量。然而，观察到了一些不可纠正的内存错误。谷歌表示这个错误率"对于推理可能是可以接受的"，但对训练的影响需要进一步研究。
第三个挑战是热散发。太空是真空——没有空气对流，所以冷却风扇无用——但AI芯片产生强烈的热量。
谷歌的解决方案采用了可变形的"热界面材料"，位于芯片和铝铜制成的热管之间，将热能传送到散热器面板，该面板将热量散发到太空。问题是散热器的容量有限。在这次测试中，TPU只能间歇运行——每次约15分钟——然后必须关闭，同时散热器释放累积的热量。谷歌将在这颗卫星上运行其Gemini模型以用于测试目的，但无法维持连续运行。
该项目由谷歌"智能范式"部门的高级主管特拉维斯·比尔斯领导。
皮查伊强调这是朝向"轨道数据中心"的垫脚石，而不是产品发布。2027年，谷歌计划发射两颗额外的原型卫星，专门用于验证激光星间链路。至于Suncatcher何时从"项目"转变为"产品"，皮查伊暗示这仍需要数年时间。
**动机所在**
众所周知，训练和运行大型语言模型消耗大量电力。在整个2026年，全球每个超大规模数据中心运营商都在争夺电力——从弗吉尼亚州的数据中心走廊到爱尔兰。地面电力来源正在枯竭。
谷歌的想法很直白：与其与地球上的电力、土地和水资源竞争，为什么不在太空中寻求机遇？
除了太阳能本身外，太空没有居民、没有农田、没有社区反对——并消除了建立数据中心、连接到电网和管理水冷却的整个系统。
谷歌在其研究论文中指出，太阳的输出功率超过人类总发电量超过一百万亿倍。
Suncatcher的另一个定义特征是其模块化。在许多科幻作品中，太空研究设施被想象为大型巨型结构，装满计算设备，由人类或机器人现场组装——谷歌明确否决了这种方法。他们的论文讨论了这种"单体"方法，得出结论是它需要人类或机器人的在轨组装，复杂碰撞规避，并升级结构要求、重量和复杂性。
相反，谷歌选择了一队保持紧密编队飞行的小型卫星。
优势在于可扩展性：更多计算能力只需发射更多卫星，理论上允许无限扩展——就像堆积木——直到填满整个晨昏轨道走廊。
理论是一回事；经济学又是另一回事。
谷歌计算出，目前将1公斤发射到低地球轨道的成本在1,500至2,900美元之间。但这是一个名义数字；实际成本取决于具体任务要求，通常更高。为了使Suncatcher可行，发射成本必须下降到大约每公斤200美元。
为什么是200美元？
因为美国数据中心电力成本约为每千瓦年570至3,000美元。如果发射成本下降到每公斤200美元，在卫星寿命期内摊销这些成本并除以千瓦输出，得到的能源成本与地面数据中心相当。
谷歌表示实现每公斤200美元需要两个条件：SpaceX的Starship投入运营并实现年均180次发射。
因此，谷歌估计最早在2035年达到成本平价。
到那时，基于太空的数据中心的综合发射和运营成本，按每千瓦年计算，可能与同等地面设施的能源成本相匹配。当然，到2035年，地面数据中心电力成本也会发生变化——可能更高或更低。
**太空竞赛开始**
尽管2035年仍很遥远，但太空竞赛已经开始。
埃隆·马斯克长期以来一直表示SpaceX将建立太空数据中心。在皮查伊宣布MVP发射后，马斯克用两个火箭表情符号回应。他后来评论说："太空中的总计算能力显然会趋向于所有计算的100%。"
亚马逊创始人杰夫·贝索斯发表了类似言论，预测在十年内在太空中建立吉瓦级数据中心。前谷歌首席执行官埃里克·施密特收购了火箭公司Relativity Space，同样计划在轨道上部署数据中心。初创公司Starcloud已在轨道上放置了配备NVIDIA H100 GPU的卫星，并声称计划建立一个跨越4公里太阳能阵列的5吉瓦太空数据中心。
**谷歌的登月计划**
如果将Suncatcher纯粹理解为商业企业——花费数十亿美元将芯片发射到轨道只是为了节省电力——就没有太多讨论的余地。
但商业只是表面。使这个项目得以实现的深层根源可追溯到谷歌创始时期嵌入的一项文化原则："登月"心态。
故事始于2005年。那一年，斯坦福大学教授塞巴斯蒂安·特伦领导一个学生团队打造了一辆名为Stanley的自动驾驶汽车，参加DARPA大挑战赛——一场需要无人驾驶汽车穿越加州132英里越野路线的比赛。
Stanley完成了全程并获胜，立即名声大噪。在观众中，谷歌创始人拉里·佩奇和谢尔盖·布林据报出席——据说是化了妆。
他们出席不仅是为了观看，而是为了招募人才。2007年，佩奇将特伦带到谷歌，并给予几乎无限的资源。
特伦不负众望。他安装在自动驾驶汽车上的360度摄像系统成为了Google街景。2009年1月，他启动了Chauffeur项目，即自动驾驶计划，最终演变成今天的Waymo。佩奇为他创造了一个史无前例的角色：谷歌的首位"其他事务主管"——负责管理"投资者不理解但很酷的事情"。
但特伦一个人还不够。佩奇还招募了阿斯特罗·特勒，卡内基梅隆大学的AI博士，具有创业履历。加入谷歌之前，特勒创办了BodyMedia，一家可穿戴公司，以及Cerebellum Capital，一家AI驱动的投资基金。佩奇被特勒能够"将疯狂想法转变为商业"的证明能力所吸引，并将其招募为"新产品主管"。
1962年9月，总统约翰·F·肯尼迪在莱斯大学宣布："我们选择在这个十年内登上月球。"到1969年，阿波罗11号已经登上月球。从那一刻起，英文中的"登月"开始意味着"一个大胆的、有时间限制的、技术上大胆的、具有大规模资源承诺且真正能实现的目标"。
佩奇和布林都上过蒙特梭利学校。佩奇曾说："我们都上过蒙特梭利学校。我认为那种质疑规则和权威、自我激励、不断质疑和与众不同地做事的文化——我认为这使我们有点不同。"
2010年，谷歌创建了一个半秘密的内部实验室Google X，由特勒和特伦领导，以制度化这种"登月"文化。特勒解释说阿波罗计划是X的精神原型——将不可能的事情变成可实现的现实。
他阐述了一个反直觉的原则：说服人们追求好10倍的东西比让他们改进10%容易。增量改进让你与其他人在同一领域竞争；10倍目标让你完全离开老路。
Google X最终更名为"X，登月工厂"，特勒获得了"登月队长"的头衔。
X与普通公司研究实验室从根本上不同。典型的实验室存在是为了改进公司的核心业务；X的任务是解决谷歌核心业务之外的难题。它没有收入目标，也不在任何产品截止日期下运作。
在这样的背景下，Suncatcher突然变得完全合理。谷歌的官方博客明确将其与两个前辈并列：量子计算，已推出超过十年，以及自动驾驶，始于15年前。Suncatcher是谷歌登月传统的最新成员。像它的前辈一样，它在诞生时看起来大胆。然而，正是这种"先尝试不可能的事，稍后再担心回报"的文化，使谷歌敢于将服务器送往太空。