Репортаж от Wedoany，China Mobile активно развивает космическую вычислительную сеть, стремясь решить проблему «слепых зон» наземных вычислений за счёт наземно-космической координации. Этот шаг обусловлен тем, что с быстрым развитием крупных моделей ИИ возрастает нагрузка на энергопотребление и охлаждение наземных вычислительных мощностей. Согласно данным Государственного энергетического управления, в период «Пятнадцатой пятилетки» ожидается, что ежегодный прирост потребления электроэнергии для вычислений в стране превысит 100 млрд кВт·ч, а к 2030 году достигнет 800 млрд кВт·ч, что составит около 6% от общего потребления электроэнергии в стране. При этом почти половина электроэнергии в сверхкрупных вычислительных кластерах расходуется на охлаждение, а не на вычисления, и наземные центры обработки данных сталкиваются с ограничениями по земле, стоимости и физическим пределам.
Основная идея космических вычислений заключается в развёртывании вычислительных мощностей и возможностей ИИ в космосе, создании с помощью спутников глобального «интернета вычислений». Космическая среда обладает уникальными преимуществами: за пределами атмосферы солнечное излучение на 30–40% сильнее, чем на Земле, что позволяет вырабатывать электроэнергию круглосуточно; температура космического фона близка к -270°C, что создаёт естественные условия для охлаждения, значительно снижая затраты на него; спутниковая сеть способна охватить океаны, полярные регионы, пустыни и другие зоны, недоступные для наземных центров обработки данных. Конкретно, эта сеть состоит из двух типов узлов: наземных центров обработки данных и низкоорбитальных спутниковых группировок, которые взаимодействуют через высокоскоростные каналы. Спутниковая группировка обрабатывает первичные космические данные и задачи из «слепых зон» на Земле, а наземные центры берут на себя тяжёлые вычисления, такие как обучение и вывод крупных моделей. Две системы автоматически распределяют нагрузку и работают бесшовно, с конечной целью достижения полного «наземно-космического» управления вычислительными ресурсами.
Реализация низкозатратных космических вычислений сталкивается с пятью основными проблемами. Во-первых, высокая стоимость запуска: в настоящее время доставка 1 кг полезной нагрузки на орбиту обходится примерно в 50–100 тыс. юаней. Во-вторых, суровые условия космоса: температура колеблется от -180°C до +120°C, присутствует высокоэнергетическое излучение, обычные чипы не выдерживают, а космические чипы по производительности уступают гражданским в несколько раз, но стоят в десятки раз дороже. В-третьих, острая проблема охлаждения: тепловыделение одного высокопроизводительного вычислительного спутника в 10–100 раз превышает показатели традиционных спутников, а для кластера космических вычислений мощностью 1 ГВт требуется площадь охлаждения около 2,4 кв. км. В-четвёртых, для межспутниковой и спутниково-наземной связи необходимы высокоскоростные каналы; лазерная связь, хотя и обладает высокой пропускной способностью, подвержена влиянию погоды и сложна в наведении. В-пятых, сложность системы интеллектуального управления: требуется автоматически координировать тысячи спутников и наземные центры обработки данных, точно доставляя вычислительные ресурсы в точки потребности.
Как национальный игрок в сфере связи, China Mobile с 2023 года начала развёртывание наземно-космической вычислительной сети. Её существующая наземная вычислительная сеть является одной из крупнейших в мире: общая мощность интеллектуальных вычислений превышает 92,5 EFLOPS, количество стоек — более 1,5 млн, построена трёхуровневая зона задержки вычислений «1 мс – 5 мс – 20 мс». План China Mobile по продвижению космических вычислений включает четыре этапа: во-первых, используя возможности разработки сети 6G, создать единые наземно-космические стандарты связи и вычислений; во-вторых, модернизировать «мозг» вычислительной сети для унифицированного управления спутниковыми и наземными ресурсами; в-третьих, постепенно формировать группировку путём запуска экспериментальных спутников — в 2024 году уже запущен спутник China Mobile 01, а в 2026 году планируется запуск China Mobile 02 для тестирования ключевых технологий, в будущем будет создана космическая вычислительная сеть из спутников, объединяющая возможности связи, общих вычислений и ИИ-вычислений; наконец, внедрить решения в сценариях, где наземные вычисления недостаточны, таких как дальнее морское судоходство, аварийно-спасательные работы, умный океан, низковысотная экономика, сформировав устойчивую бизнес-модель.
В настоящее время технология космических вычислений всё ещё находится на ранней стадии, но уже демонстрирует потенциал для преодоления ограничений наземных вычислений и стирания географических границ. China Mobile стремится устранить барьеры между космосом и Землёй, расширить вычислительные возможности в космос и создать единую наземно-космическую вычислительную базу.
