马斯克、贝佐斯看好太空数据中心,中信证券:太空算力逐渐成为共识(3)

2025-12-01 10:41  澎湃新闻

中国科学院和中国工程院两院院士李德仁领导推进通信、导航、遥感、计算一体化的"东方慧眼"空天信息实时智能服务系统。2023年1月成功发射的珞珈三号01星验证了遥感数据从获取到手机应用终端的分钟级服务的可行性,满足遥感信息"快、准、灵"的实时信息服务需求。据业内人士介绍,该星座已将算力设计在卫星上。

"遥感卫星越来越多,分辨率越来越高,卫星处理数据量将越来越大。"从事卫星遥感影像处理的中科天启数据制造事业部总监卢毅告诉澎湃科技(www.thepaper.cn),行业已在推进单颗卫星的算力搭载工作。卫星影像处理具有高读写、高输入输出特点,对算力要求高。卫星本身携带的算力和电力资源有限,限制卫星数据处理能力。星上存储容量耗尽后无法采集新数据,只有将数据下传至地面,清空星上存储空间,才能开展新一轮数据采集工作。如果增加卫星算力,星上计算可快速响应突发应急救援。"卫星每次重访,拍摄以后直接在星上处理并下传结果,这样下传的数据量小,也有利于地面快速获取信息。"

太空数据中心设想的支持者认为,太空优势显而易见,来自太阳的能源无限且免费。

在能源方面,天基太阳能阵列不会面临地面太阳能装置必须应对的天气限制。一旦阵列进入轨道,电力基本免费。贝佐斯认为,太空数据中心在轨道上飞行,由太阳提供动力,"这些庞大的训练集群在太空建造会更理想,因为那里有24小时不间断的太阳能。"他表示,"未来几十年内能够让太空数据中心的成本低于地面数据中心。"

太空算力基建难度远超地面

但在太空建算力基础设施的设想技术难度并不小。

刘垚圻介绍,尽管建设太空算力基础设施无需考虑占地或能源问题,也不受气象灾害影响,但天基计算面临与地面截然不同的挑战与技术要求。空间的真空、微重力、极端温差环境对算力设施的热设计、可靠性提出了严苛要求。

芯片进入太空后,不可避免会受到太空辐照的影响。芯片内部的沟道与栅极结构在电子、离子、重离子等粒子持续累积之下将产生环路电流,导致芯片被烧毁。太空辐照也会影响芯片寄存器,引发微小电流或电压的异常波动,最终导致二进制数据发生翻转,造成计算错误,甚至导致程序死机。刘垚圻表示,这些极端恶劣环境要求太空超算具备更高的抗辐射能力和软硬件容错设计。

与此同时,太空超算还必须满足超长寿命的严格指标,通常需要稳定在轨运行5-15年甚至更长时间;有限的载荷空间和质量约束要求太空超算具备高集成度和轻量化特征;芯片算力越强,功耗越大,散热也越困难,但空间平台的电源供应有限要求太空超算在保证计算性能的同时也要实现低功耗设计。这些需求远超地面超算的建设难度。而眼下最大的难点则是交通运输工具--火箭档期不足,发射成本依然高昂,运力亟待提升,当前太空任务的迭代速度仍显迟缓。