Google khởi động dự án Suncatcher: Đưa chip TPU lên quỹ đạo để thử nghiệm AI trong không gian

24 tháng 9, 2026

Tìm hiểu về thử nghiệm sớm của chúng tôi nhằm mở rộng quy mô tính toán AI trong không gian. Trong một loạt video mới, đội ngũ Project Suncatcher khám phá khoa học đằng sau dự án đầy tham vọng này, những gì họ đã tìm ra và các thách thức kỹ thuật vẫn cần được giải quyết.

Travis Beals

Giám đốc cấp cao, Paradigms of Intelligence

Trình duyệt của bạn không hỗ trợ phần tử âm thanh.

Nghe bài viết

[[duration]] phút

Nội dung này được tạo bởi Google AI. AI tạo sinh là công nghệ thử nghiệm.

Sau nhiều năm nghiên cứu, Project Suncatcher dự kiến sẽ thực hiện thử nghiệm đầu tiên trên quỹ đạo, phóng một vệ tinh nguyên mẫu để đánh giá hiệu suất của các Google Tensor Processing Units (TPU) trong không gian.

Được công bố vào năm ngoái, Project Suncatcher là một dự án nghiên cứu dài hạn đầy tham vọng nhằm khám phá liệu không gian có thể trở thành nơi lưu trữ cơ sở hạ tầng học máy có khả năng mở rộng hay không. Ở quỹ đạo Trái đất tầm thấp, các vệ tinh có thể tiếp cận ánh sáng mặt trời gần như liên tục, tạo ra năng lượng mặt trời gấp tám lần so với trên Trái đất. Về lâu dài, có thể kết nối nhiều chùm vệ tinh lại với nhau, cho phép chúng quản lý các khối lượng công việc AI lớn hơn khi đang ở trên quỹ đạo.

Những đột phá lớn xảy ra khi bạn làm việc ngược từ mục tiêu cuối cùng. Trong trường hợp của chúng tôi, đó là đảm bảo những lợi ích sâu sắc của AI trong các lĩnh vực then chốt, từ chăm sóc sức khỏe đến khám phá khoa học, có thể tiếp cận mọi người trong tương lai xa. Cũng giống như nghiên cứu ban đầu về xe tự lái và điện toán lượng tử đòi hỏi nhiều năm thử nghiệm trước khi chúng ta có được các hệ thống thực tế, việc khám phá điện toán trong không gian bắt đầu bằng những bước đi có tính toán và thận trọng.

Biến ý tưởng đó thành hiện thực bắt đầu từ một câu hỏi cơ bản: Liệu phần cứng AI của chúng tôi có thể hoạt động trong không gian? Nhiệm vụ ban đầu này trên chuyến bay chung Transporter-18 sắp tới với SpaceX đã được phát triển với sự hợp tác của Planet. Nó được thiết kế để thu thập dữ liệu trên quỹ đạo về cách các TPU của chúng tôi xử lý áp lực vật lý của chuyến bay vào không gian cũng như bức xạ và nhiệt độ khắc nghiệt của không gian.

Khi chúng tôi chuẩn bị cho một đợt phóng thử nghiệm sớm và hướng tới cột mốc tiếp theo vào năm 2027, đội ngũ Project Suncatcher đã thảo luận về những gì chúng tôi hy vọng sẽ học hỏi được và các rào cản kỹ thuật phía trước trong một loạt video mới đi sâu vào khoa học đằng sau nhiệm vụ này.

Sự sống sót của phần cứng

Một chuyến đi bằng tên lửa vào quỹ đạo Trái đất tầm thấp kéo dài khoảng 10 phút, trong thời gian đó tàu vũ trụ phải chịu rung động dữ dội và tải trọng gia tốc liên tục lên tới gấp 10 lần lực trọng trường, hay còn gọi là lực g. Các linh kiện riêng lẻ, chẳng hạn như chip TPU, có thể chịu lực lớn hơn nữa, lên tới 50 đến 100 g. Đội ngũ đã tiến hành kiểm tra độ rung bằng cách lắc mạnh vệ tinh trên cả ba trục để mô phỏng tần số của một vụ phóng tên lửa. Những thử nghiệm như thế này hiếm khi diễn ra đúng như kế hoạch, vì vậy chúng tôi rất ngạc nhiên khi phần cứng vẫn chịu được lực tác động.

Khi các chip TPU lên đến không gian, mức độ bức xạ bên ngoài bầu khí quyển Trái đất là một thách thức khác cần vượt qua. Các sự kiện mặt trời và tia vũ trụ có thể tàn phá các thiết bị điện tử, vì vậy đội ngũ của chúng tôi đã thử nghiệm TPU tại cơ sở chùm proton ở Phòng thí nghiệm Hạt nhân Crocker của UC Davis trong khi chạy các khối lượng công việc AI. Trong quá trình thử nghiệm, chúng tôi đã theo dõi chặt chẽ để xem các lỗi, như bitflip, sẽ ảnh hưởng đến khối lượng công việc của chúng tôi như thế nào. Kết quả ban đầu cho thấy các chip Trillium TPU của chúng tôi chịu đựng rất tốt và có thể sống sót sau tổng liều bức xạ ion hóa lớn hơn mức chúng sẽ nhận được trong một nhiệm vụ không gian kéo dài năm năm.

Nhưng có những thứ chỉ có thể được thử nghiệm trong không gian. Việc đưa các TPU đầu tiên của chúng tôi lên quỹ đạo vào tuần tới sẽ giúp chúng tôi có được dữ liệu và kiến thức để phục vụ cho các đợt phóng trong tương lai.

Làm mát trong không gian

Làm mát các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo là một thách thức nghiên cứu quan trọng. TPU tạo ra một lượng nhiệt lớn trong một khu vực nhỏ, cần được tản nhiệt an toàn nếu không các chip sẽ có nguy cơ bị quá nhiệt. Nhưng trong không gian, không có luồng không khí. Trong môi trường chân không, bạn chỉ có thể tản nhiệt thông qua các bộ tản nhiệt, điều này đòi hỏi một cách tiếp cận hoàn toàn khác để làm mát thiết bị điện tử.

Chúng tôi đang nghiên cứu một số phương pháp khác nhau cho việc này, bao gồm sự kết hợp giữa ống dẫn nhiệt và bộ tản nhiệt để làm mát các chip. Cho đến nay, đội ngũ của chúng tôi đã thử nghiệm công nghệ này trong một buồng chân không nhiệt mô phỏng cả môi trường nhiệt và chân không trong không gian. Chúng tôi sẽ xem hệ thống làm mát TPU mới của mình hoạt động như thế nào trong không gian và tinh chỉnh các thiết kế khi chúng tôi tìm hiểu thêm.

Khả năng kết nối giữa các vệ tinh

Các thiết kế vệ tinh trong tương lai của chúng tôi sẽ mang theo hàng chục chip TPU trong khi bay quanh Trái đất theo cụm. Để duy trì băng thông cần thiết cho việc xử lý AI, mỗi vệ tinh phải biết cả vị trí của chính nó và vị trí của nó so với các vệ tinh lân cận. Để làm được điều này, các vệ tinh sẽ liên lạc thông qua tia laser.

Công nghệ này trong không gian đã tồn tại, nhưng hầu hết các hệ thống hiện đại nhất đều được tối ưu hóa cho băng thông thấp trên khoảng cách lớn, trong khi các tia laser của chúng tôi cần hoạt động ở băng thông rất cao trên khoảng cách cực ngắn. Việc duy trì kết nối cần thiết đòi hỏi độ chính xác phi thường, tương tự như việc bắn trúng mục tiêu bằng kích thước đồng xu từ cách xa hàng dặm trong khi cả hai điểm đều đang chuyển động. Chúng tôi sẽ thử nghiệm công việc này vào năm 2027 khi đưa hai vệ tinh lên quỹ đạo.

Chỉ mới là bắt đầu

Việc khám phá không gian như một địa điểm khả thi cho điện toán AI có thể mở rộng sẽ không diễn ra trong một sớm một chiều. Nó đòi hỏi kỹ thuật có phương pháp, bắt đầu bằng việc chứng minh phần cứng của chúng tôi có thể xử lý những thực tế vật lý và khó lường khi hoạt động trên quỹ đạo. Lần phóng đầu tiên này là để xem những gì hiệu quả, xác định các điểm lỗi và áp dụng những phát hiện đó cho các nhiệm vụ trong tương lai.

Mọi công nghệ mang tính chuyển đổi mà chúng tôi đã xây dựng tại Google đều bắt đầu bằng một mục tiêu táo bạo — và kỷ luật làm việc ngược lại để giải quyết các vấn đề khó khăn trong suốt chặng đường. Khi dự án đầy tham vọng mới nhất của chúng tôi tiến tới bệ phóng, đội ngũ của chúng tôi rất hào hứng chia sẻ những gì chúng tôi học được và khoa học đang thúc đẩy công việc này tiến về phía trước.