在太空建數據中心，這腦洞能行嗎？

在AI時代，科技公司們除了缺顯卡以外，還非常缺水。 在去年谷歌發布的環境報告里有一項離譜的數據，這家巨頭在2022 年總共消...

在AI時代，科技公司們除了缺顯卡以外，還非常缺水。

在去年谷歌發布的環境報告里有一項離譜的數據，這家巨頭在2022 年總共消耗了 56 億加侖的水，其中約52億加侖用于公司的數據中心，比往年增加了20%。

不過這些水并沒有什么特殊的用途，單純就是為了給數據中心散熱。

在過去，數據中心都是靠風扇、空調降溫，可機器一多，科技公司們發現開著空調實在是太耗電了，于是想到了用水來降溫。

比起用電，水冷的價格明顯便宜了不少，而且在水資源豐富的地方，水電價格也很便宜。這就是為什么蘋果、阿里、騰訊、華為等企業都跑到了貴州造數據中心。

然而隨著近幾年訓練大模型的需求越來越多，科技巨頭們發現水也不夠用了。據一篇論文數據顯示，僅GPT-3的一次訓練就要消耗了近70萬升的水，相當于填滿一個核反應堆。不僅如此，用戶每向ChatGPT提問約50個問題，ChatGPT就得要

其實說到底，數據中心需要的是散熱手段，不管水冷還是風冷，能讓數據中心正常維持運轉就行。于是有一家公司突發奇想，如果能在極其寒冷的太空建一個數據中心，那完全不用散熱問題。

不靠電，不靠水，全靠太陽能

Lumen Orbit是一家總部位于美國西雅圖的初創公司，他們的主要業務是在太空中處理數據，以提高下行鏈路速率。

按照Lumen Orbit的規劃，他們計劃發射300顆衛星，部署在近地軌道之下，并構建成一個類似星鏈的網絡，以此構建一組在軌地面基站（in-orbit ground station）。

不過他們并不提供網絡，而是為用戶提供經過處理的數據，你可以簡單理解成在太空里的“移動硬盤”。

不過Lumen Orbit的計劃遠遠不止于此，他們希望將AI超級計算機搬到太空，以此實現無限算力和無限空間的完美結合。

根據LumenOrbit在其白皮書中透露的信息，他們計劃在明年發射首顆衛星，這顆衛星上將搭載比目前送上太空的任何GPU都強大100倍的計算單元，未來他們也將借此發力太空云計算和邊緣計算業務。

為什么要在太空造數據中心，最重要的還是散熱問題。

在外太空，平均環境溫度約為 - 270°C，如果能利用好太空的低溫環境，設計更高效的散熱系統，那么遠比常規使用電能的冷卻架構更簡單、更高效。

其次就是太空里高強度的太陽能。根據Lumen Orbit提供的數據，美國地面太陽能發電場的平均容量系數僅為 24%，相比之下，該公司提出的太空太陽能電池陣列的容量系數大于 95%，加上沒有季節或天氣的影響。因此，太空中的太陽能電池陣列產生的能量將是地球上相同陣列的 5 倍以上。

在太空發射成本不斷下降的前提下，該項目的長期成本并不會比地面數據中心高太多。

最后，Lumen Orbit談到了太空的可擴展性以及設備的壽命和穩定性。在這些顯著的優勢下，該計劃可以有效解決地球面臨的一系列資源難題，如電力緊缺、水資源短缺和環境污染。

除了Lumen Orbit提到的幾點優勢以外，在近地軌道資源即將占滿的情況下，低軌衛星產生的數據量也將越來越大，而留給衛星進行數據傳播的時間窗口卻是固定不變的，這就意味著一些數據很難及時傳回地面，那么在太空建立數據中心也有它的必要性。

因此在Lumen Orbit之外，還有幾家公司也在研究將數據中心送入軌道，這當中也包括國內的商業航天企業。

GPU上太空，并不容易

目前，Lumen Orbit已拿下知名初創投資機構Y Combinator 的投資，并且在今年完成240萬美元融資，萬事俱備，只欠發射。

不過資本定義下的商業航天風口其實還沒到來，Lumen Orbit的計劃里還是存在不少問題。

以國內某從事類似項目的團隊作為對比，他們在接受媒體采訪時曾提到，把數據中心建到太空去至少需要高達10億元人民幣的造價。

而從目前網上報道的消息可以看出來，Lumen Orbit目前的資金投入包括配套工廠建造、大型GPU集群研發以及其他項目，后續資金能否支持衛星發射還得打個問號。

回到太空，由于處于真空環境，因此目前的航天器都是無法通過熱傳導和熱對流與外界交換能量，只能通過熱輻射，而熱輻射散熱的速度很慢，所以我們可以看到空間上都是裝著巨大的散熱片。從Lumen Orbit的介紹來看，他們也計劃利用散熱器解決衛星自身的問題，但由于未公布散熱器的配置，成本效益還不明顯。

目前地面數據中心需要定期進行物理維護，而太空中的數據中心維護成本更高，即便是機器人或自動化系統進行維護也需要人工進行操作，這一部分的成本暫時還難以解決。

最后就是太空中的輻射防護，電子元器件會受到單粒子效應（Single Event Effects, SEE）和總劑量效應（Total Ionizing Dose, TID），長期下來會導致器件性能逐步下降。尤其對于當前的先進工藝，很難說在太空中能有優秀的發揮。

總之，在太空造數據中心的想法很好，但和其他商業太空項目一樣，技術過于復雜、回報周期過長，倒不如海底、極地等地方更現實一點

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