Google vient de placer un satellite de la taille d’un réfrigérateur dans l’espace, dans le cadre d’un projet de recherche qui, espère l’entreprise, ouvrira la voie à des centres de données d’IA en orbite alimentés par le soleil.
Le prototype de satellite contient quatre puces spécialisées appelées Tensor Processing Units, ou TPU, que Google a conçues pour l’apprentissage automatique et qui ont déjà été déployées dans des centres de données sur Terre. Les puces exécuteront une version du modèle Gemma AI de la société pendant 15 minutes à la fois en raison de contraintes de gestion de la chaleur, en utilisant le modèle de poids ouvert pour répondre à des requêtes simples. Dans un article de blogGoogle a déclaré que la mission évaluerait la manière dont les TPU gèrent « le stress physique des vols spatiaux et les radiations et les températures extrêmes de l’espace ».
L’utilisation de l’IA a fortement augmenté ces dernières années, alimentant la demande en centres de données. Lors du sommet annuel des développeurs de Google en mai, le PDG Sundar Pichai dit la demande de services d’IA dépasse l’offre et il s’attend à ce que les dépenses en capital s’élèvent cette année entre 180 et 190 milliards de dollars – soit plus de six fois celles de 2022 – à mesure que l’entreprise construit une infrastructure informatique et développe des puces.
À l’heure où l’opposition à la prolifération des centres de données gourmands en énergie sur Terre est croissanceGoogle fait partie d’une poignée d’entreprises qui proposent de les mettre en orbite là où il y a une énergie gratuite pratiquement illimitée et sans manifestants.
« Le soleil produit presque toute l’énergie de notre système solaire. Toutes les autres sources d’énergie exploitées par l’humanité ne représentent qu’une infime fraction de pour cent », a déclaré Travis Beals, directeur principal et responsable du projet Suncatcher. « Donc, dans un certain sens, ce projet vise à exploiter la meilleure façon d’utiliser l’énergie solaire pour exécuter le calcul de l’IA. »
Le satellite sera sur une orbite héliosynchrone où ses panneaux solaires ne seront presque jamais à l’ombre. Cela élimine le besoin de transporter des batteries lourdes ou une alimentation de secours sur le vaisseau spatial.
En novembre dernier, une startup financée par du capital-risque appelée Starcloud a lancé un vaisseau spatial qui embarquait une puce Nvidia H100 et démontrait une version de l’IA Gemini de Google depuis l’espace. SpaceX d’Elon Musk travaille également sur des centres de données spatiaux et a dit il prévoit de commencer à déployer des « satellites orbitaux de calcul d’IA » dès 2028.
Google a développé le satellite expérimental en partenariat avec la société d’imagerie aérospatiale et satellite Planet. Il envisage à terme des groupes de satellites en orbite ensemble pour former des centres de données spatiaux. Chaque satellite transportera des dizaines de puces TPU et communiquera avec les autres – et avec la Terre – via des lasers. L’année prochaine, la société prévoit de mettre en orbite deux autres satellites pour tester leur connexion.
Le satellite lancé aujourd’hui est un prototype que Beals a qualifié de « test très minimal » pour s’assurer que les puces peuvent fonctionner dans l’espace. Une fusée SpaceX l’a mis en orbite et Planet le fera fonctionner. Beal a déclaré que Google lancerait ensuite et testerait les TPU. L’objectif est que la mission soit opérationnelle pendant un an.
Brandon Lucia, professeur de génie électrique et informatique à l’Université Carnegie Mellon, a déclaré que l’idée semble « très science-fiction », mais qu’une grande partie de la technologie a été éprouvée au niveau de la recherche.
Il reste néanmoins d’énormes défis à relever. La chaleur est un problème majeur. Les puces informatiques chauffent et, sur Terre, la chaleur peut être dissipée par le vent ou l’eau. Ce n’est pas possible dans le vide de l’espace.
« Dans un satellite en particulier, utiliser plus de puissance pour effectuer les calculs signifie rejeter plus de chaleur dans l’environnement confiné à l’intérieur du satellite », a déclaré Lucia.
Dans son article de blog, Google appelé Le refroidissement des puces constitue « un défi de recherche crucial » et a décrit certaines des approches sur lesquelles il travaille, notamment l’utilisation d’une combinaison de tuyaux et de radiateurs pour évacuer la chaleur des puces.
Beal a déclaré que les radiateurs sont l’un des composants les plus lourds de la mission actuelle – un inconvénient car les objets plus lourds sont plus coûteux à lancer – et son équipe travaille sur des moyens de refroidir les puces plus efficacement.
Lucia souligne qu’il y a aussi des questions importantes concernant l’entretien. Lorsqu’une puce tombe en panne dans un centre de données terrestre ou que quelque chose ne va pas, un technicien peut intervenir et le réparer. C’est plus difficile lorsque le centre de données tourne à des centaines de kilomètres au-dessus de la Terre.
« Tout cela voit son coût et sa complexité être multipliés par un facteur 10, peut-être un facteur 100. Il doit donc y avoir un gros gain », a déclaré Lucia.
Et il y a aussi des questions environnementales. Alors que les centres de données spatiaux fonctionneraient à l’énergie solaire, les fusées qui les lancent fonctionnent avec des carburants à base de carbone. Et finalement, ils rentreront dans l’atmosphère terrestre, ajoutant potentiellement de la pollution à mesure qu’ils brûlent.
Elon Musk a dit cet espace est le « seul moyen de faire évoluer » les centres de données pour répondre à la demande future d’IA. Mais les aspects économiques restent un point d’interrogation. Les lancements sont coûteux, les réparations sont difficiles et la communication par laser sur des centaines de kilomètres et à travers l’atmosphère terrestre est plus lente. Et il faudra des constellations de nombreux satellites pour égaler la capacité de calcul d’un centre de données terrestre.
Beals a déclaré que lui et sa petite équipe réfléchissaient beaucoup à ces questions. « Cela n’aide pas beaucoup si c’est techniquement possible, si cela va toujours être trop cher pour être pratique », a-t-il déclaré.
Il a ajouté qu’il est difficile de savoir quand les centres de données spatiaux seront économiquement viables. « Je ne pense pas que cela coûtera moins cher au cours des cinq prochaines années. Je pense que cela prendra plus de temps que cela », a-t-il déclaré.
Et il ne pense pas que les centres de données spatiaux remplaceront de si tôt les centres de données terrestres. « Je pense qu’il y aura des cas d’utilisation qui auront plus de sens à faire sur Terre et des cas d’utilisation qui auront plus de sens à faire dans l’espace », a déclaré Beals. « À très long terme, peut-être que l’ensemble des choses que vous faites dans l’espace deviendra de plus en plus grand jusqu’à ce que ce soit là que se déroule la majeure partie du calcul. Mais je pense que pendant longtemps, les deux coexisteront. »
L’ensemble du projet, a-t-il dit, est un « moonshot ».
« Cela va prendre beaucoup de temps », a-t-il déclaré. « Ce ne sera pas un voyage tout à fait simple. »
