Google s’apprête à lancer un satellite prototype dans le cadre de son projet de recherche Project Suncatcher, afin de recueillir des données directes sur les performances des unités de traitement Tensor Processing Units (TPU) dans l’espace. Le premier test porte sur la capacité du matériel à résister aux fortes vibrations lors du lancement, aux radiations et aux défis thermiques imposés par l’environnement de l’orbite terrestre basse.
Google réalise la mission à bord du vol de covoiturage Transporter-18 de SpaceX, en partenariat avec Planet. Le satellite ne constitue pas un centre de données orbital pleinement fonctionnel, mais une plateforme d’essai qui aide l’équipe à déterminer ce qui fonctionne et ce qui pourrait échouer avant de passer à des étapes plus vastes.
Tester le matériel dans les conditions du lancement et de l’espace
Le trajet jusqu’à l’orbite terrestre basse dure environ 10 minutes, mais il impose des vibrations et des accélérations pouvant atteindre 10 fois la force de gravité, tandis que les composants individuels, notamment les puces TPU, peuvent être soumis à des forces comprises entre 50 et 100 fois la gravité. C’est pourquoi Google a testé le satellite en le secouant selon les trois axes afin de simuler les fréquences du lancement, et a indiqué que le matériel avait résisté à l’épreuve.
L’équipe a également exposé les puces TPU à un faisceau de protons au Crocker Nuclear Laboratory de l’Université de Californie à Davis, tout en exécutant des charges de travail d’intelligence artificielle et en surveillant des erreurs telles que l’inversion de bits. Les premiers résultats indiquent que les puces TPU Trillium ont supporté une dose totale de rayonnements ionisants supérieure à celle à laquelle Google s’attend à ce qu’elles soient exposées au cours d’une mission spatiale de cinq ans. Toutefois, le test en orbite restera nécessaire pour vérifier les performances dans l’environnement réel.
Le refroidissement est le principal défi d’ingénierie
Les puces TPU produisent une grande quantité de chaleur dans un espace réduit. Sur Terre, le flux d’air contribue à la dissiper, mais le vide n’offre aucune charge thermique liée à l’air, ce qui impose de recourir à des radiateurs thermiques et à d’autres moyens de transfert de chaleur. Google teste actuellement une conception associant des caloducs et des radiateurs dans une chambre simulant les conditions de vide et de chaleur de l’espace, et utilisera la première mission pour évaluer et améliorer ce système.
D’un satellite expérimental à des grappes de traitement
À long terme, Project Suncatcher étudie la possibilité de construire une infrastructure évolutive destinée au traitement de l’apprentissage automatique en orbite. Google affirme que les satellites en orbite terrestre basse pourraient bénéficier d’une lumière solaire quasi continue, permettant de produire jusqu’à huit fois plus d’énergie solaire que ce qui est disponible sur Terre, selon la comparaison présentée dans le document.
Les projections futures incluent des grappes contenant des dizaines de puces TPU dans chaque satellite, les satellites étant reliés par laser afin de fournir la bande passante nécessaire aux charges de travail d’intelligence artificielle. Cela exige toutefois une très grande précision dans l’orientation des communications, car les satellites se déplacent constamment et parce que le système proposé nécessite une bande passante élevée sur de courtes distances. Google prévoit de tester cet aspect lorsqu’elle placera deux satellites en orbite en 2027.
Pourquoi ce test est-il important ?
Le véritable changement ne réside pas ici dans le lancement d’un produit commercial, mais dans le passage de la question de l’exploitation de puces d’intelligence artificielle dans l’espace du stade théorique à la mesure sur le terrain. Les résultats de la mission détermineront si la résistance aux radiations et aux vibrations est suffisante, si le refroidissement passif est capable de protéger les puces et révéleront également les limites susceptibles d’empêcher le passage à l’échelle. La viabilité pratique de la construction d’une infrastructure de traitement orbitale reste ouverte, car Google n’a fourni dans le document aucune estimation des coûts ou de la capacité, ni aucun calendrier de mise en service d’un service commercial.