地球人,你们好:Starcloud的Philip Johnston谈太空数据中心

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摘要

Philip Johnston是Starcloud的创始人兼CEO,他的公司率先在太空中部署了数据中心。就在几个月前,Starcloud的第一座太空数据中心"Starcloud 1"向地球发回了"地球人,你们好"(Greetings, Earthlings)的信息。Johnston认为,太空数据中心将是人类历史上最大的市场机会。

核心论点是:在地球上每增加一座数据中心,边际成本都在上升——因为我们已经在所有容易的地方建设能源项目了。而在太空中,每增加一个单元,边际成本反而下降——因为制造效率提升,星舰(Starship)的发射成本随着飞行频次增加而降低。当发射成本降到每公斤几百美元以下时,在太空建造数据中心将比在地球上更便宜。

Johnston详述了Starcloud的技术路线:热管理是最大的工程挑战(占据了70%的工程时间),因为太空是真空环境,只能通过红外辐射散热。他们已经通过在粒子加速器中的测试来验证芯片在太空中的可靠性,结果令人惊讶——GPU工作负载因其随机性而对单粒子翻转(bit flip)具有天然容错能力。Starcloud的商业模型更像Equinix(提供基础设施和能源)而非AWS(云服务商)。最终,Johnston预测在5到10年内,至少一半的新增计算能力将部署在太空中,在500到1000年的时间尺度上,99.9%的经济将围绕太空计算展开。

正文

为什么要在太空建数据中心?

"在地球上做这件事的问题是,每增加一个数据中心的边际成本都在上升,因为我们正在用完所有容易建设能源项目的地方。"Johnston在节目一开始就直击要点。

他和联合创始人Ezra最初研究的是太空太阳能——在太空中放置巨大的太阳能面板,将能量传回地球。但他们很快发现了一个简单的事实:能量从太空传输到地球的过程中会损失大部分。为什么不直接把数据中心送到太空,在源头附近消耗能量呢?这个想法催生了Starcloud。

关键的经济学论证是:在太空中,你不需要购买土地许可,不需要电池和备用电源(因为24/7都在阳光下),而且每平方米的太阳能面板在太空中产生的能量是地球上的八倍。唯一的额外成本是发射费用。当发射成本低于每公斤500美元时——随着Starship即将投入运营——太空数据中心的盈亏平衡点就到来了。随着土地许可成本的飙升,这个盈亏平衡点甚至可以提前到每公斤1000美元。

热管理的核心挑战

大多数人对太空的直觉是"太空很冷,所以散热应该很容易"。Johnston解释说,问题正好相反:太空是真空,而真空是绝热体。就像保温杯的设计原理一样,在真空中唯一的散热方式是通过红外辐射。

Starcloud的解决方案是让散热器尽可能热——热量辐射与温度的四次方成正比,所以微小的温度提升就能大幅增加散热效率。第一颗卫星使用了一种相变材料(固态到液态转换来吸热),但这只是概念验证。正在开发的Starcloud 2使用了可展开的大型散热器,配备定制散热片和液体冷却系统,这才是接近最终量产形态的设计。

芯片在太空中的惊人韧性

Starcloud的第一颗卫星上搭载了H100 GPU,已经在轨运行。最令人惊讶的是芯片本身的表现:"我们还没有遇到过一次需要重启的故障。实际的芯片本身非常有韧性。"Johnston解释道,GPU工作负载天然就是随机的——当你让ChatGPT写一首关于太空的诗,两次输出的具体内容不同但质量相同。因此,即使发生单粒子翻转,大多数情况下也不会影响输出的质量。

他们已经在粒子加速器中进行了多轮测试——包括在Knoxville的回旋加速器质子束和Brookhaven国家实验室的重离子加速器中——24小时的测试就能模拟5年的辐射暴露。70%的工程时间用在热管理上,另外30%用于确保芯片在太空中尽可能可靠。

商业模型:Equinix而非AWS

Johnston解释了Starcloud的定位:他们更像Equinix而非AWS。"我们本质上给人们一个盒子,里面有电力、冷却和连接,然后他们可以放入任何芯片架构,卖给任何他们想要的客户。"

SpaceX也在积极建设自己的太空数据中心,但他们主要服务于自己的工作量(Grok、Tesla等)。当星舰频繁飞行后,所有超大规模云服务商(hyperscaler)都会意识到危机:"如果我们无法访问太空计算资源,我们就完了,因为我们无法像那些能够访问的人那样快速扩展。"届时他们只有三个选择:向SpaceX购买太空数据中心容量、自己建造卫星、或者寻找市场上最先进的第三方——而这正是Starcloud将占据的位置。

太空中的"不动产"与安全

关于太空中的"不动产",Johnston表示目前遵循"先到先得"原则。Starcloud已申请了88,000颗卫星的星座。他预测10年后,最有价值的轨道位置将被填满,而最先获得位置的人将有权出售——"太空商业地产"的时代即将到来。

关于安全,他指出了一个反直觉的优势:比起在弗吉尼亚炸毁一座数据中心,炸毁一颗以27,000公里/小时速度在低地球轨道上运行的卫星要困难得多。美国的太空军正在建设拦截器来进行威慑。

费米悖论与外星文明

在被问及外星人时,Johnston给出了一个深思熟虑的回答:在我们的银河系中,有4000亿颗恒星,每颗有10颗行星,总计4万亿颗行星,每一颗在过去100亿年中都可能是宜居的。有两种可能:要么我们是极其罕见的(竟然是银河系历史上第一个达到这种复杂程度的物种),要么智慧生命是短暂的。

他倾向于后者——费米大过滤器(Fermi Great Filter)可能就在我们前方。"一旦你达到超级智能,不需要很长时间,一百万架由AI驱动的杀手无人机就能把彼此和这个星球都碾碎——而我们正在建造一百万架AI杀手无人机。"

不过,他选择"像我们可能是第一个那样生活",认为我们应该向外星发送探测器,探索并扩展我们的银河系。

终极图景:戴森球

在终极状态下,Johnston预测99.9%的GDP将用于推理(inference)计算。他描绘了一幅戴森球(Dyson Sphere)的图景——几乎全部物理经济都将围绕太空计算展开。虽然这个时间尺度是500到1000年,但在未来几十年内,计算消耗电力的百分比曲线"不会停止,直到达到99.9%"。