4 TPU của Google sẽ được thử nghiệm trên quỹ đạo ngày 1/10

Google sẽ phóng một vệ tinh nguyên mẫu mang 4 TPU Trillium vào ngày 1/10, trong phép thử trên quỹ đạo đầu tiên nhằm xác nhận chip AI dành cho trung tâm dữ liệu mặt đất có thể hoạt động trong điều kiện rung chấn khi phóng, bức xạ vũ trụ và môi trường chân không với yêu cầu làm mát đặc thù hay không.

Google dự kiến đưa vệ tinh Project Suncatcher (Project Suncatcher) lên nhiệm vụ phóng chung Transporter-18 của SpaceX, từ Căn cứ Lực lượng Vũ trụ Vandenberg ở bang California, Mỹ. Vệ tinh được Google và công ty hình ảnh vệ tinh Planet đồng phát triển.

Google cho biết trên blog chính thức rằng vệ tinh lần này được trang bị 4 TPU thế hệ Trillium. TPU là chip chuyên dụng do Google tự phát triển cho các tác vụ huấn luyện và suy luận AI.

Quá trình phóng là phép thử đầu tiên. Trong khoảng 10 phút tên lửa tiến vào quỹ đạo thấp, vệ tinh sẽ chịu rung chấn mạnh và gia tốc lên tới 10 lần trọng lực, trong khi từng linh kiện có thể chịu lực ở mức 50-100G.

Các nhà nghiên cứu Google đã rung vệ tinh trên mặt đất theo ba trục để tái tạo rung động phát sinh trong quá trình phóng. Khi phóng thực tế, chip và cấu trúc vệ tinh phải chịu được rung động, gia tốc này mà vẫn hoạt động bình thường.

Bức xạ cũng là biến số quan trọng. Hoạt động của Mặt Trời và tia vũ trụ có thể gây lỗi cho bộ nhớ và phép tính của linh kiện điện tử. Vì vậy, Google đã thử nghiệm TPU tại cơ sở chùm proton của Viện Nghiên cứu Hạt nhân Crocker thuộc Đại học California, Davis.

Các nhà nghiên cứu chạy tác vụ AI trong lúc chiếu bức xạ để quan sát tác động của hiện tượng lật bit, trong đó giá trị 0 trong bộ nhớ chuyển thành 1, đối với phép tính. Google cho biết trong thử nghiệm mặt đất, TPU Trillium đã chịu được lượng bức xạ cao hơn tổng liều ion hóa dự kiến trong nhiệm vụ không gian kéo dài 5 năm.

Tuy nhiên, kết quả thử nghiệm mặt đất không bảo đảm khả năng vận hành dài hạn trong môi trường quỹ đạo thực tế. Dữ liệu thu thập từ lần phóng này sẽ được dùng để tiếp tục xác nhận độ bền bức xạ và độ ổn định tính toán của TPU.

Làm mát được xem là một trong những thách thức khó nhất đối với hạ tầng AI trong không gian. Không thể sử dụng không khí hoặc nước làm mát như trung tâm dữ liệu mặt đất, hệ thống phải truyền nhiệt từ chip ra không gian bằng bức xạ thông qua bộ tản nhiệt.

Google đã thử nghiệm cấu trúc làm mát kết hợp ống dẫn nhiệt và bộ tản nhiệt trong buồng nhiệt chân không. Trong nhiệm vụ lần này, công ty sẽ đo hiệu quả tản nhiệt của cấu trúc đó trong môi trường không gian thực tế, nơi có chân không và biến động nhiệt độ.

Về dài hạn, Google hình dung mỗi vệ tinh sẽ mang hàng chục TPU và nhiều vệ tinh sẽ được vận hành thành một cụm. Để kết nối các tác vụ AI giữa các vệ tinh, cần công nghệ liên lạc laser cung cấp băng thông cao trong khoảng cách ngắn cùng công nghệ kiểm soát vị trí vệ tinh.

Trong cấu hình cụm vệ tinh được Google nghiên cứu, nhiều vệ tinh bay ở khoảng cách gần và trao đổi dữ liệu bằng liên lạc quang học. Các nhà nghiên cứu Google cho biết trong một bài nghiên cứu rằng thử nghiệm mặt đất đã đạt băng thông 800Gbps theo một chiều và tổng cộng 1,6Tbps theo hai chiều với một cặp thiết bị thu phát quang.

Trước đó, Google đã công bố kế hoạch phóng 2 vệ tinh sớm nhất vào đầu năm 2027 để thử nghiệm liên lạc giữa các vệ tinh. Kế hoạch này bao gồm xác minh liên lạc băng thông cao giữa hai vệ tinh, trong khi nhiệm vụ Transporter-18 lần này tập trung vào khả năng phần cứng của một vệ tinh sống sót và hiệu suất làm mát.

Lần phóng này chưa phải giai đoạn Google lập tức xây dựng trung tâm dữ liệu thương mại trong không gian mà mới dừng ở nghiên cứu và trình diễn công nghệ. Google dự kiến trước tiên xác nhận TPU có thể chịu được quá trình phóng và môi trường quỹ đạo, sau đó mở rộng phạm vi kiểm chứng bằng thử nghiệm liên lạc laser giữa các vệ tinh vào năm 2027.