谷歌近日宣布了一项极具创新性的计划——构建由太阳能驱动的卫星星座，这些卫星将搭载自主研发的张量处理单元（TPU），共同组成轨道AI数据中心。谷歌高管在发布的博客文章中表示，太空或将成为未来扩展AI计算能力的理想场所。他们指出，太空中的太阳能电池板发电效率是地球上的8倍，且能够不间断供电，这对于受能源限制的地面数据中心而言，无疑是一个极具吸引力的解决方案。
尽管前景光明，但实现这一目标仍面临诸多挑战。首先，发射能力是关键瓶颈。目前，即使像SpaceX这样具备较强发射能力的企业，每年发射次数也有限，难以满足大规模基础设施入轨的需求。发射成本同样不容忽视。谷歌预计，到2030年代中期，发射价格可能降至每公斤200美元，但现阶段的成本仍是这一目标的十倍以上。只有在成本大幅下降后，太空数据中心的能源优势才能显现。
数据传输是另一大难题。地面数据中心依赖光纤和铜线实现高速连接，而太空数据中心则需通过无线方式传输数据。谷歌计划利用地球轨道的近真空环境，结合空间复用技术，实现卫星间每秒数十太比特的传输速度。虽然该公司已证明800 Gbps光学系统可行，但这类系统能耗较高，且接收功率需达到传统远程部署的数千倍。为解决这一问题，谷歌提出让卫星以紧密编队飞行，间距控制在几公里甚至更短范围内。
在模拟实验中，谷歌设想了一个由81颗卫星组成的集群，这些卫星在海拔650公里处以100至200米的间距排列，整个阵列跨度约两公里。然而，即使成功将硬件送入轨道，设备仍需适应太空的极端环境。太空中的电离辐射对电子设备构成严重威胁，而地球的电磁场和大气层为地面设备提供了天然保护。为此，谷歌正在研发抗辐射版本的TPU。
测试结果显示，TPU v6e（代号Trillium）加速器在暴露于67兆电子伏光子束后，其高带宽内存模块在累积剂量达到2 krad(Si)时出现异常。这一剂量几乎是芯片在屏蔽环境中五年任务预期承受量的三倍。尽管如此，谷歌认为现有设计已具备一定抗辐射能力，但仍需进一步优化。目前，该公司已在地球上进行系统测试，并计划于2027年发射一对原型卫星，以验证硬件和轨道数据中心的可行性。
