Google은 캘리포니아에서 발사된 SpaceX 소속 로켓에 자사의 첫 첨단 Tensor Processing Unit(TPU) 처리 칩을 탑재해 궤도로 보냈다. 이는 지구 밖에서 인공지능 작업을 실행할 수 있는지 시험하기 위한 실질적인 단계다. Planet Labs가 제작한 위성에는 궤도에서 대규모 컴퓨팅 클러스터를 개발하는 것을 목표로 하는 Project Suncatcher의 시제품이 탑재됐다.
실제 환경에서의 칩 시험
이번 시험은 약 1킬로와트의 지속적인 전력을 공급받으면서 TPU가 작동할 수 있는지, 냉각을 관리할 수 있는지, 잠재적인 고장을 감지하기 위해 여러 모델을 실행할 수 있는지에 초점을 맞춘다. Google에서 이 프로젝트를 담당하는 임원 Travis Beals는 지상 시험만으로는 실제 조건을 완전히 모사할 수 없다고 말했다.
위성이 운용을 시작한 뒤 칩은 전력 및 열 관리 시스템에 가해지는 부담을 줄이기 위해 15분 단위로 작동한다. 현재 모델은 첨단 컴퓨팅을 위해 완전히 설계된 플랫폼에 기반하지 않으며, Planet Labs의 표준 플랫폼을 기반으로 제작됐다.
시제품에서 궤도 네트워크로
Google과 Planet Labs는 내년에 또 다른 시험을 진행할 예정이며, 이 시험에서는 컴퓨팅에 더욱 특화된 위성 두 대를 사용해 레이저 통신으로 연결하고 더 큰 작업을 실행하려고 한다. Project Suncatcher의 장기적인 비전은 근접한 편대로 운용되며 데이터를 병렬 처리하는 81개 위성의 네트워크다.
Google은 여러 랙에 분산된 작업을 실행할 때 TPU 유닛 간 통신 속도와 지연 시간이 결정적일 것으로 보고 있다. 따라서 현재의 애플리케이션뿐 아니라 5년 후 예상되는 컴퓨팅 수요까지 고려해 구상을 설계했다.
이 소식이 중요한 이유
이번 단계는 우주 데이터센터가 아직 실현 가능성을 입증하는 단계에 있으며, 지상 데이터센터를 바로 대체할 준비가 된 것은 아니라는 점을 보여준다. 과제는 칩 하나를 궤도로 보내는 데 그치지 않고, 막대한 양의 장비를 반복적으로 운송할 수 있는 저비용 발사 인프라를 구축하는 것까지 포함한다.
Joule 저널에 게재될 심사를 거친 논문 버전에서 Google은 2035년까지 발사 비용을 킬로그램당 약 200달러로 낮추려면 37만 톤을 궤도로 운송해야 할 수 있다고 추정했다. 이는 SpaceX의 비용 절감 추세가 연간 약 20%씩 지속된다는 가정에 근거한다. 임무당 탑재량을 200톤으로 가정하면, 이는 10년 동안 Starship을 약 1,800회 발사해야 한다는 뜻이며, 연간 180회에 해당한다.
이 발사 횟수는 매우 큰 도전이다. 자료 작성 시점까지 Starship은 1년 동안 다섯 차례를 넘겨 비행한 적이 없다. 향후 발사 빈도를 높이겠다는 SpaceX와 일론 머스크의 전망, 2029년에 시간당 한 번의 비행에 도달할 가능성을 포함한 전망은 아직 실제로 입증되지 않은 예상에 불과하다.
궤도 컴퓨팅의 한계
Google의 최신 시험은 칩이 5년으로 추정되는 위성의 수명 동안 우주 방사선을 견딜 수 있으며, 통상적인 추론 작업에서 오류율도 비교적 낮아 Beals의 발언에 따르면 약 100만 회 작업당 한 번의 오류 수준임을 보여준다. 그러나 수천 개의 칩을 사용해 수개월 동안 대규모 모델을 학습시키려면 동일한 수준의 신뢰성으로는 충분하지 않을 수 있어, 현재 단계에서 가능한 애플리케이션에 분명한 한계를 둔다.