Стремительный рост потребности искусственного интеллекта в электроэнергии побуждает технологические компании рассматривать возможность переноса центров обработки данных в космос. Однако для реализации этой идеи и создания альтернативы наземным дата-центрам необходимо преодолеть серьезные технические и экономические препятствия.
В первой части серии материалов Анадолу «Космическое путешествие данных» рассматриваются техническая осуществимость создания космических центров обработки данных и затраты на их строительство.
На фоне продолжающихся в США дискуссий об энергопотреблении дата-центров и их воздействии на окружающую среду глава Национального управления США по аэронавтике и исследованию космического пространства (NASA) Джаред Айзекман 27 августа предложил перенести центры обработки данных на орбиту Земли, чтобы удовлетворить растущие энергетические потребности индустрии искусственного интеллекта.
Это предложение вновь привлекло внимание к идее космических центров обработки данных, которая обсуждается уже длительное время, и поставило вопрос о технической возможности создания таких объектов за пределами Земли.
Большинство наземных дата-центров расположено в США
Центры обработки данных, которые называют физической инфраструктурой интернета, включают серверы, сетевое оборудование, системы охлаждения и резервные источники питания. Они обеспечивают непрерывную и безопасную работу цифровых сервисов.
Количество дата-центров, распространение которых началось в 1990-х годах на фоне развития интернета, продолжает увеличиваться вместе с быстрым ростом использования искусственного интеллекта.
Согласно данным исследовательской платформы Data Center Map, отслеживающей расположение таких объектов по всему миру, в 179 странах насчитывается 12 259 центров обработки данных. Около 39% из них находятся в США.
США занимают первое место с 4 767 дата-центрами. Далее следуют Великобритания — 568, Германия — 533, Франция — 393, Китай — 376, Индия — 305, Австралия — 296, Канада — 292, Италия — 262 и Япония — 261.
В России насчитывается 188 таких объектов, в Южной Корее — 105, в Турции — 81, в Израиле — 67, в Саудовской Аравии — 61, в Иране — 19, в КНДР — один.
Почему дата-центры хотят перенести в космос?
Рост вычислительных потребностей искусственного интеллекта увеличивает энергопотребление центров обработки данных, требования к их охлаждению и потребность в земельных участках. Это побуждает технологические компании искать альтернативные инфраструктурные решения.
Крупный комплекс дата-центров может выделять до 100 мегаватт тепла. Это сопоставимо с объемом энергии, необходимым примерно для 100 тыс. домохозяйств.
По данным Международного энергетического агентства (МЭА), мировое потребление электроэнергии центрами обработки данных, которое в 2025 году достигло 485 тераватт-часов (485 трлн ватт-часов), к 2030 году может увеличиться примерно вдвое.
Ожидается, что к 2030 году на дата-центры будет приходиться около 3% мирового спроса на электроэнергию, а энергопотребление центров обработки данных, используемых для искусственного интеллекта, за тот же период вырастет втрое.
Космические дата-центры могут получить ряд преимуществ благодаря возможности длительного и практически непрерывного использования солнечной энергии на подходящих орбитах, а также сокращению потребности в больших земельных участках и воде для охлаждения.
Вместе с тем высокая стоимость доставки оборудования в космос, задержки при передаче данных, сложности технического обслуживания и ремонта, а также необходимость отвода тепла в космической среде остаются основными инженерными препятствиями.
Создание дата-центров в космосе технически возможно
Профессор астрофизики Слава Г. Турышев, работающий в Лаборатории реактивного движения NASA (JPL), заявил, что создание центров обработки данных в космосе технически осуществимо. Однако, по его словам, речь не идет о простом переносе традиционного наземного дата-центра на орбиту.
Турышев обратил внимание на то, что в настоящее время на орбите Земли действует около 16 тыс. космических аппаратов, и ожидается, что их число будет увеличиваться.
Он отметил, что изображения, полученные спутниками, уже могут обрабатываться непосредственно в космосе. При этом некоторые искажения, вызванные облаками и датчиками, можно устранять до передачи данных на Землю, отправляя только обработанную информацию.
Однако, подчеркнул ученый, создание космического центра обработки данных для искусственного интеллекта представляет собой гораздо более масштабную задачу.
По оценке Турышева, для размещения в космосе дата-центра с вычислительной мощностью в 1 мегаватт могут потребоваться солнечные панели общей площадью 5–6 тыс. кв. м и радиаторы площадью 2–3 тыс. кв. м для отвода образующегося тепла.
С учетом запасных частей и дополнительной мощности масса системы может составить от 50 до 75 тонн на каждый мегаватт вычислительной мощности, пояснил ученый. Он назвал отвод тепла наиболее сложной инженерной задачей.
Турышев также предупредил, что космическая радиация может повреждать процессоры и память. Среди других задач он назвал необходимость создания и управления крупными гибкими конструкциями, а также обеспечения непрерывной связи.
«На орбите Земли будет наблюдаться много движения»
«На низкой околоземной орбите вы увидите много движения, поскольку панели будут отражать солнечный свет, и жители Земли определенно заметят эту активность в небе. Это не проблема. Мы можем наслаждаться этим», — сказал Турышев.
Вместе с тем он отметил, что одной из серьезных угроз для космических дата-центров станет космический мусор на орбите. По его словам, большие солнечные панели и радиаторы необходимо проектировать секционными, чтобы снизить последствия возможных столкновений с обломками.
«Мы начнем видеть результаты в течение пяти лет. Думаю, через десять лет мы сможем увидеть надежно работающую спутниковую сеть, однако это может произойти не ранее чем через 7–10 лет», — отметил ученый.
