Дата-центры в космосе: гигантские радиаторы вместо кондиционера

Nvidia помогает стартапу Starcloud запустить H100 на орбиту. SpaceX отправит спутник с GPU в ноябре — первый раз в истории дата-центр полетит над антеннами и проводами.

На прошлой неделе Nvidia анонсировала проект Starcloud ^[1] — это стартап из Редмонда, который в ноябре отправит на орбиту первый спутник с полноценным GPU H100. Коробка размером с холодильник и массой 60 кг будет обрабатывать данные прямо в космосе. По мощности она в сто раз превосходит любые предыдущие орбитальные вычислители.

В китайских солнечных фермах на Тибетском плато ^[2] высота давала преимущество: солнца больше, температура ниже, всё работает эффективнее. В космосе солнца — завались, а сам космос лишь парой градусов теплее абсолютного нуля.

CEO Starcloud Филип Джонстон считает, что энергия на орбите будет в десять раз дешевле земной даже с учётом запуска. Но есть нюансы.

Космические дата-центры — не для ChatGPT

Основная проблема орбитальных дата-центров: высокий latency. Данные летят на орбиту и обратно слишком долго для задач, где важна скорость. Условно, в качестве инференса для ChatGPT и Gemini их мощности использовать не получится.

Поэтому Starcloud заходит через очевидные космические сценарии — обработку данных наблюдения Земли. Синтетическая радарная съёмка (SAR) генерирует до 10 гигабайт данных в секунду. Если обрабатывать всё это на земле, нужно сначала передать — а это жрёт полосу пропускания и время. Проще прогнать инференс прямо на орбите: строишь 3D-карты местности, определяешь типы посевов, отслеживаешь изменения — и скидываешь на землю уже готовые выводы.

Тот же принцип, что и с дата-центрами на Тибете: китайцы перенесли вычисления на плато не для автопилотов (там задержка критична), а для обучения моделей и фоновых задач. Starcloud идёт ещё дальше — их спутники будут обрабатывать данные прямо там, где они собираются.

SpaceX + Nvidia = космическая дружба

Запускать Starcloud-1 будет SpaceX на Falcon 9 в рамках миссии Bandwagon 4 ^[3] — это rideshare-программа для небольших спутников. Цена вопроса — 300 тысяч долларов за слот весом до 50 кг. Starcloud весит чуть больше (60 кг), но всё равно это копейки по меркам космоса.

Отношения Илона Маска и CEO Nvidia Дженсена Хуанга — это отдельная история. Летом 2024 года Маск и сооснователь Oracle Ларри Эллисон на ужине в Nobu умоляли ^[4] Хуанга дать им больше GPU. «Возьми наши деньги. Пожалуйста, возьми ещё», — так Эллисон описывал ту встречу.

Недавно Хуанг лично привёз ^[5] Маску новую систему DGX Spark прямо на Starbase в Техасе. Это уже традиция: в 2016 году Хуанг так же вручал первую DGX-1 для OpenAI. А Nvidia инвестировала ^[6] в xAI Маска — причём Хуанг потом пожалел, что не вложился больше.

Зачем это Nvidia

Starcloud — участник Nvidia Inception ^[7], но это не значит, что Nvidia владеет долей в стартапе. Inception — бесплатная программа для стартапов: никаких взносов, никакой доли. Программа не берёт никаких сборов за подачу заявок, членских взносов или требований по доле в капитале.

Через «Первый H100 в космосе» Nvidia ассоциируется с самыми амбициозными проектами человечества. Это брендинг, который стоит больше, чем поддержка одного стартапа. Да и помогая им стартовать на своём железе, Nvidia создаёт lock-in эффект на годы вперёд: спустя годы переходить на AMD будет куда сложнее психологически и технически.

А ещё тут имеет место разведка рынков: если орбитальные дата-центры взлетят (в прямом и переносном смысле), Nvidia будет там с первого дня и будет изнутри знать проблематику, а конкуренты придут позднее. Да и работа их чипов в космосе в условиях радиации, нулевой гравитации, холода и прочих особенностей — это доказательство высочайшей надёжности.

Так что когда Starcloud запускает спутники через SpaceX, используя чипы Nvidia, это не просто сделка — это про экосистему, где все друг друга знают и поддерживают.

Космос холодный, но тепло некуда девать

Кстати про холод. В интернете полно скептиков, которые называют Starcloud дураками: мол, забыли про физику! В космосе-то вакуум, куда вы тепло собрались отводить! И они правы в том, что эта проблема — ключевой технический вызов проекта.

В вакууме космоса нет среды вроде атмосферного воздуха или жидкости для передачи тепла, и инфракрасное излучение становится единственным эффективным методом терморегуляции. На Земле мы охлаждаем серверы кондиционерами и вентиляторами, и воздух забирает тепло через конвекцию, но в космосе конвекции нет. Остаётся только излучение — нужно буквально светиться инфракрасным светом, пока не избавишься от лишнего тепла.

Решение Starcloud: огромные лёгкие развёртываемые радиаторы — по сути два листа металла, между которыми прокачивают охлаждающую жидкость. Они погружают всю материнскую плату в термопроводящую жидкость вроде масла или воска, чтобы охлаждать каждый компонент равномерно — не только чип, но и все мелкие транзисторы, резисторы и прочую обвязку, которая на Земле не перегревается, а в космосе может.

Сейчас такие радиаторы очень дорогие, и это главная инженерная задача компании — сделать их дешёвыми и масштабируемыми. На рендерах Starcloud показывают гигантские панели — в планах на 5-гигаваттный дата-центр они будут размером 4 на 4 километра. Для масштаба: примерно как две Москвы внутри МКАД, только из солнечных панелей и радиаторов.

Ещё одна хитрость: солнечные панели тоже могут работать как радиаторы. Они собирают энергию, но при этом сами нагреваются — и часть этого тепла уходит через излучение обратно в космос. Так что чем больше панелей, тем больше и поверхность для рассеивания тепла.

Поэтому первый демонстратор Starcloud-1 — это не просто проверка GPU в космосе. Это прежде всего проверка системы охлаждения. Если радиаторы сработают — проект имеет шансы. Если нет — всё это останется красивой презентацией в блоге Nvidia.