A Google enviou seu primeiro chip avançado de processamento Tensor Processing Unit (TPU) para a órbita a bordo de um foguete da SpaceX lançado da Califórnia, em uma medida prática para testar a possibilidade de operar cargas de trabalho de inteligência artificial fora da Terra. O satélite, construído pela Planet Labs, transporta um protótipo do Project Suncatcher, que tem como objetivo desenvolver grandes clusters de computação em órbita.
Teste do chip em condições reais
O teste se concentra na capacidade de o TPU operar com o fornecimento de cerca de um quilowatt de energia contínua, gerenciar o resfriamento e executar um conjunto de modelos para detectar possíveis falhas. Travis Beals, executivo responsável pelo projeto na Google, afirmou que os testes em solo não conseguem simular completamente as condições reais.
Após o satélite entrar em operação, o chip funcionará em ciclos de 15 minutos para reduzir a pressão sobre os sistemas de energia e de gerenciamento térmico. O modelo atual não depende de uma plataforma totalmente projetada para computação avançada; ele é construído sobre uma plataforma padrão da Planet Labs.
De um protótipo a uma rede orbital
A Google e a Planet Labs estão trabalhando em outro experimento previsto para o próximo ano, que utilizará dois satélites mais especializados em computação, com uma tentativa de conectá-los por meio de comunicações a laser e operar cargas de trabalho maiores. A visão de longo prazo do Project Suncatcher consiste em uma rede de 81 satélites operando em uma formação próxima e processando dados em paralelo.
A Google considera que a velocidade da conexão e a latência entre as unidades TPU serão cruciais ao operar cargas de trabalho distribuídas por vários racks. Por isso, projetou sua concepção levando em conta as necessidades de computação esperadas daqui a cinco anos, e não apenas as aplicações atuais.
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A iniciativa revela que os centros de dados espaciais ainda estão na fase de demonstração de viabilidade e não são uma alternativa pronta aos centros de dados terrestres. O desafio não se limita a enviar um chip para a órbita, mas inclui criar uma infraestrutura de lançamento de baixo custo capaz de transportar enormes quantidades de equipamentos em uma frequência regular.
Em uma versão revisada por pares de um artigo de pesquisa que será publicada na revista Joule, a Google estimou que alcançar um custo de lançamento próximo de 200 dólares por quilograma até 2035 poderia exigir o transporte de 370 mil toneladas para a órbita, com base na suposição de que a curva de redução de custos da SpaceX continue em cerca de 20% ao ano. Com uma carga útil estimada em 200 toneladas por missão, isso significaria cerca de 1.800 lançamentos da Starship ao longo de dez anos, ou 180 lançamentos por ano.
Essa taxa representa um grande desafio, pois a Starship não voou mais de cinco vezes em um único ano até a data desta matéria. Já as previsões da SpaceX e de Elon Musk sobre o aumento da frequência de lançamentos no futuro, incluindo a possibilidade de chegar a um voo a cada hora em 2029, continuam sendo previsões que ainda não foram comprovadas na prática.
Limites da computação em órbita
Os testes atualizados da Google indicam que os chips podem suportar a radiação espacial durante a vida útil estimada de cinco anos de um satélite, com uma taxa relativamente baixa de erros nas operações de inferência habituais, próxima de um erro a cada milhão de operações, segundo declaração de Beals. No entanto, o mesmo nível de confiabilidade pode não ser suficiente para treinar modelos enormes usando milhares de chips ao longo de meses, o que estabelece um limite claro para as aplicações possíveis na fase atual.