Google dará la próxima semana el primer paso experimental de Project Suncatcher, su proyecto de investigación para determinar si el espacio puede albergar en el futuro grandes infraestructuras de computación para inteligencia artificial, con el envío de un satélite prototipo a órbita terrestre baja con cuatro Tensor Processing Units (TPU), sus aceleradores especializados para cargas de IA.
La misión viajará en el Transporter-18 de SpaceX y se ha desarrollado junto a Planet Labs, aunque el objetivo no consiste todavía en demostrar un centro de datos orbital operativo, sino en comprobar cómo responden las TPU a las vibraciones del lanzamiento, la radiación y las temperaturas extremas, además de obtener datos para las siguientes fases del proyecto.
Project Suncatcher parte de una ventaja energética: en órbita terrestre baja, los satélites pueden acceder a luz solar casi constante y generar hasta ocho veces más energía solar que en la superficie terrestre. A largo plazo, Google estudia aprovechar esa disponibilidad energética para ejecutar cargas de IA fuera de los centros de datos convencionales.
El primer satélite, denominado MVP, transportará cuatro TPU con una capacidad de computación equivalente aproximadamente a la de un servidor de un centro de datos. Sus paneles solares suministrarán alrededor de un kilovatio de potencia y el sistema podrá responder consultas sencillas de IA desde el espacio. Está previsto que opere durante un año, aunque permanecerá en órbita hasta seis años antes de reentrar en la atmósfera.
Antes del lanzamiento, Google ha sometido el hardware a pruebas de vibración que reproducen las condiciones de un cohete. Durante el ascenso, la nave puede soportar aceleraciones de hasta 10 g, mientras que determinados componentes pueden experimentar entre 50 y 100 g.
La radiación es otro problema y para ello Google ha testado sus TPU Trillium en el Crocker Nuclear Laboratory de la Universidad de California en Davis mediante un haz de protones mientras ejecutaban cargas de IA. Los ensayos han mostrado que los chips soportan una dosis ionizante total superior a la que recibirían durante una misión espacial de cinco años. Además, las pruebas analizaron errores como los bit flips, capaces de alterar valores binarios dentro de los circuitos.
Refrigerar chips de IA sin aire
El desafío térmico será otro de los puntos centrales de la misión ya que en el vacío no existe flujo de aire para evacuar el calor generado por las TPU, por lo que los sistemas convencionales basados en ventiladores son inviables
Con la configuración actual, los chips pueden funcionar alrededor de 15 minutos antes de necesitar una interrupción para reducir su temperatura
Para ello, Google ha desarrollado un sistema que combina heat pipes y radiadores y ya lo ha probado en una cámara de vacío térmico. El diseño utiliza materiales conductores, capas de aluminio y cobre y un panel radiador para transferir el calor hacia el espacio. Con la configuración actual, los chips pueden funcionar alrededor de 15 minutos antes de necesitar una interrupción para reducir su temperatura. Durante ese periodo pueden procesar consultas cortas de Gemini.
Sin embargo, el plan de Google va mucho más allá de un único satélite. En este sentido, la compañía espera desarrollar nuevos diseños con los que incorporar decenas de TPU por unidad y operar agrupados para repartir cargas de inteligencia artificial. Para ello será necesario crear enlaces láser de muy alto ancho de banda entre satélites situados a distancias muy cortas y en movimiento constante. La compañía prevé probar esta tecnología en 2027 con dos satélites. Asimismo, ya estudia configuraciones de más de 80 unidades que volarían en formación y procesarían conjuntamente consultas de IA.
Pese a todo, Google reconoce que la computación orbital a gran escala todavía queda lejos. James Manyika, vicepresidente sénior de investigación de Google, admite que no espera “nada útilmente operativo en los próximos años”. Además de los retos térmicos, de radiación e interconexión, persisten los elevados costes de lanzamiento y las dificultades de fabricación a escala.
Project Suncatcher servirá, por tanto, para determinar qué funciona y localizar posibles puntos de fallo antes de abordar arquitecturas mayores. El objetivo a largo plazo es comprobar si constelaciones de satélites pueden convertirse en una infraestructura escalable capaz de ejecutar cargas de IA con energía solar prácticamente continua.
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