A Google se prepara para lançar um satélite protótipo no âmbito de seu projeto de pesquisa Project Suncatcher, com o objetivo de coletar dados diretos sobre o desempenho das unidades de processamento Tensor Processing Units (TPUs) no espaço. O primeiro teste se concentra na capacidade do hardware de suportar as fortes vibrações durante o lançamento, a radiação e os desafios térmicos impostos pelo ambiente da órbita terrestre baixa.
A Google executará a missão a bordo do voo de carona Transporter-18, da SpaceX, em parceria com a Planet. O satélite não representa um data center orbital totalmente funcional, mas sim uma plataforma de testes que ajudará a equipe a determinar o que funciona e o que pode falhar antes de avançar para etapas mais amplas.
Testando o hardware sob condições de lançamento e espaciais
A viagem até a órbita terrestre baixa leva cerca de 10 minutos, mas impõe vibrações e acelerações que podem chegar a 10 vezes a força da gravidade, enquanto componentes individuais, incluindo os chips TPU, podem ser submetidos a forças entre 50 e 100 vezes a gravidade. Por isso, a Google testou o satélite agitando-o nos três eixos para simular as frequências do lançamento e afirmou que o hardware resistiu ao teste.
A equipe também expôs os chips TPU a um feixe de prótons no Crocker Nuclear Laboratory da Universidade da Califórnia em Davis, executando cargas de trabalho de inteligência artificial e monitorando erros como inversões de bits. Os resultados iniciais indicam que os chips Trillium TPU suportaram uma dose total de radiação ionizante superior àquela que a Google espera que recebam durante uma missão espacial de cinco anos, embora o teste orbital continue sendo necessário para verificar o desempenho no ambiente real.
O resfriamento é o maior desafio de engenharia
Os chips TPU produzem uma grande quantidade de calor em uma área pequena. Na Terra, o fluxo de ar ajuda a dissipá-lo, mas o vácuo não oferece uma carga térmica por meio do ar, o que exige o uso de radiadores térmicos e outros meios de transferência de calor. A Google está testando atualmente um projeto que combina tubos de calor e radiadores dentro de uma câmara que simula as condições de vácuo e temperatura do espaço, e usará a primeira missão para avaliar e aprimorar esse sistema.
De um satélite experimental a clusters de processamento
Em longo prazo, o Project Suncatcher investiga a possibilidade de construir uma infraestrutura escalável para o processamento de aprendizado de máquina em órbita. A Google afirma que os satélites na órbita terrestre baixa podem receber luz solar quase continuamente, o que permitiria produzir energia solar equivalente a até oito vezes o que está disponível na Terra, de acordo com a comparação apresentada no material.
As concepções futuras incluem clusters com dezenas de chips TPU em cada satélite, conectando os satélites por laser para fornecer a largura de banda necessária às cargas de trabalho de inteligência artificial. No entanto, isso exige uma precisão muito alta no direcionamento das comunicações, porque os satélites estão em movimento constante e porque o sistema proposto precisa de uma largura de banda elevada por curtas distâncias. A Google planeja testar esse aspecto ao colocar dois satélites em órbita durante 2027.
Por que esse teste é importante?
A mudança efetiva aqui não é o lançamento de um produto comercial, mas a transferência da questão sobre a operação de chips de inteligência artificial no espaço do campo teórico para a medição em campo. Os resultados da missão determinarão se a resistência à radiação e às vibrações é suficiente e se o resfriamento passivo é capaz de proteger os chips, além de revelar as limitações que podem impedir a expansão. A viabilidade prática de construir uma infraestrutura de processamento orbital continua em aberto, pois a Google não apresentou no material estimativas de custo ou capacidade nem um cronograma para operar um serviço comercial.