太空算力浪潮：從“地算”到“天算”，算力網絡進入新紀元

近期，數(shù)據中心和計算基礎設施正被帶入太空，以實現(xiàn)更高效的數(shù)據處理和近源決策，這一趨勢被業(yè)內稱為“算力上天”。與傳統(tǒng)的“天數(shù)地算”模式相比，通過在太空（如衛(wèi)星、空間站等節(jié)點）部署計算設備，能夠直接在數(shù)據產生附近進行實時分析與決策，為探測任務和天基應用帶來革命性提升。

2024年5月14日中午，長征二號丁火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功將國星宇航研發(fā)的“太空計算星座021”任務的12顆衛(wèi)星送入軌道。這一項目的完成，不僅標志著全球范圍內首個太空算力星座的建成，也推動了“天算”時代的到來。與此同時，全球可見，算力布局正快速上天。美國初創(chuàng)公司Starcloud計劃在今年8月發(fā)射一顆衛(wèi)星，攜帶英偉達H100芯片，這將是首顆應用該高性能AI芯片的衛(wèi)星，備受關注。

算力爭奪重構數(shù)據格局

目前，全球已建成數(shù)據中心約11800個，其中美國占比最高，約占45.6%；中國、歐洲接踵其后。大規(guī)模云數(shù)據中心主要由亞馬遜、微軟和谷歌主導，占據市場六成份額。能源需求隨算力增長飛速提升。美國能源部數(shù)據顯示，受AI算力激增和云服務擴張驅動，美國數(shù)據中心耗電量自2014年的58太瓦時上升至2023年的176太瓦時，預計2028年最高可達580太瓦時，或占國內發(fā)電量12%。

伴隨航天、遙感、衛(wèi)星互聯(lián)網、無人機群控等前沿應用的普及，對太空中近源算力的需求極速增長。既有的低軌衛(wèi)星網絡如Starlink、Kuiper等，雖然數(shù)千星聯(lián)網，但多定位于路由或簡單預處理，復雜AI與大模型任務還是依賴數(shù)據回傳地面，受限于帶寬和延遲。而太空原位算力可令車聯(lián)網、無人機等邊緣節(jié)點的延時降至毫秒以下，加速構建天基邊緣智能網絡。

以方案先進著稱的Starcloud，推出了“數(shù)據離心”架構，能在納秒級完成異常檢測和任務遷移，理論上將AI推理可靠性提升近五成。其算力衛(wèi)星還可通過激光通信接入SpaceX星鏈、亞馬遜Kuiper，實現(xiàn)強大的太空計算網絡互聯(lián)。未來衛(wèi)星可預加載AI大模型，如OpenAI GPT及Google Gemini的裁剪版，作為太空“緩存”，極大減少空間站、月球基地等場景對地面請求的延遲。首顆“Cloud-0”星號稱只有1千瓦功耗，卻能提供國際空間站百倍的算力。

能源重塑與太空生態(tài)的創(chuàng)新突破

把算力基礎設施搬到太空，還可從根本上緩解地面能源和土地壓力。數(shù)據中心已成為用電大戶，而高密、人口集中的區(qū)域在能源和資源分配上面臨嚴峻挑戰(zhàn)。相比地面，太空具備空間、能耗優(yōu)勢。業(yè)內估算，若在軌道部署4平方公里的可展開太陽能陣列，可實現(xiàn)99.6%的全年持續(xù)發(fā)電，極大擺脫地面供電依賴。摩根士丹利數(shù)據認為，兆瓦級太空數(shù)據中心的電力成本比地面核電低六成。對AI訓練等高耗能應用而言，意義重大。若未來太空數(shù)據中心大規(guī)模建成，有望成為全球碳中和與綠色科技轉型的關鍵一環(huán)。

根據Starcloud發(fā)布的規(guī)劃，其目標是在2030年前發(fā)射48顆算力衛(wèi)星，總功率達1.2千兆瓦，每顆衛(wèi)星都將配備高性能AI芯片，并具備相當于地面200臺服務器的算力。

挑戰(zhàn)與展望：太空算力未來十年路線圖

展望未來，太空算力產業(yè)的發(fā)展速度，究其根本，將取決于重型火箭發(fā)射成本下探、抗輻射芯片的研發(fā)進步以及全球太空治理規(guī)則的落地。如果這三項核心要素協(xié)同推進，“太陽永不落、數(shù)據永不眠”的理念或將變?yōu)楝F(xiàn)實，并根本性改變信息社會的架構與人類與宇宙的信息互動方式，推動產業(yè)和文明進入全新階段。