電子發(fā)燒友網(wǎng)報道（文/李彎彎）當?shù)貢r間2月2日，馬斯克旗下SpaceX宣布收購同屬其旗下的人工智能企業(yè)xAI，xAI也證實“加入SpaceX”。馬斯克在SpaceX官網(wǎng)發(fā)布的備忘錄顯示，合并后公司預計每股定價約527美元，估值達1.25萬億美元，交易為全股票形式。此舉引發(fā)關注，核心目的是打造“天基數(shù)據(jù)中心”，把AI送上太空。

為何要打造“天基數(shù)據(jù)中心”？

當前，AI發(fā)展高度依賴大型地面數(shù)據(jù)中心，但這些中心正面臨能源與效率的雙重危機，將AI送上太空建立“天基數(shù)據(jù)中心”成為破局之策。

從能源角度看，地面數(shù)據(jù)中心發(fā)展受制于能源墻。AI大模型訓練耗電量驚人，電力需求呈指數(shù)級增長，然而地面發(fā)電站建設速度緩慢，許多地區(qū)電力短缺。例如，xAI位于田納西州孟菲斯的數(shù)據(jù)中心就因加重當?shù)厣鐓^(qū)負擔而引發(fā)爭議。而太空中太陽能近乎無限，僅利用太陽輻射的極小部分能量，就足以支撐人類文明百萬倍的算力需求。并且，在特定軌道沒有大氣層遮擋和晝夜交替，太陽能發(fā)電效率遠高于地面，能從根本上解決AI的電荒問題。

散熱方面，地面數(shù)據(jù)中心遭遇散熱墻難題。隨著芯片算力提升，傳統(tǒng)散熱方式難以為繼，地面數(shù)據(jù)中心制冷能耗大，超過40%的能耗用于制冷，且隨著發(fā)熱密度增加，風冷、水冷方式愈發(fā)難以維持。太空則不然，其真空環(huán)境和超低溫背景為散熱提供了絕佳條件。通過設計輻射器，利用熱輻射原理就能高效散發(fā)廢熱，無需消耗大量水資源，突破了地面散熱的瓶頸。

在效率提升上，天基數(shù)據(jù)中心能帶來極致的效率革命。目前衛(wèi)星拍攝照片后需傳回地面處理，存在巨大延遲，傳輸帶寬還被大量無效數(shù)據(jù)占用。若AI在太空中直接處理數(shù)據(jù)，衛(wèi)星拍攝后AI立刻在軌分析，剔除無用信息，只將關鍵信息傳回地球，響應時間可從“天級”縮短到“秒級”。這一變革對災害預警、軍事偵察、氣象預測等領域具有顛覆性意義。

此外，天基數(shù)據(jù)中心還能繞開地面限制，實現(xiàn)全球化覆蓋。它具有物理隔離屬性，不受地面地緣政治、自然災害直接影響，網(wǎng)絡安全環(huán)境獨特。同時，地面基站無法覆蓋海洋、沙漠和偏遠山區(qū)，天基數(shù)據(jù)中心配合星鏈等通信網(wǎng)絡，可為全球任何角落提供低延遲的AI算力服務。

長遠來看，天基AI是實現(xiàn)規(guī)?；瘮U張的有效途徑。太陽蘊含巨大能量，想要利用其百萬分之一，所需能量就遠超人類文明目前用電總量。而太空在能源獲取和散熱方面具有地面無法比擬的優(yōu)勢，將AI送上太空建立天基數(shù)據(jù)中心，是解決當前困境的重要選項。

將AI送上太空的技術路徑

實現(xiàn)“天基數(shù)據(jù)中心”并把AI送上太空，是一場分階段且意義深遠的“星際遠征”，馬斯克旗下項目與中國相關規(guī)劃正從不同路徑推進這一偉大目標。

馬斯克的規(guī)劃以星艦為核心，分階段穩(wěn)步推進。低成本、高頻次的太空運輸能力是實現(xiàn)天基數(shù)據(jù)中心的首要條件。星艦設計目標驚人，單次發(fā)射能將200噸載荷送入軌道，還能實現(xiàn)每小時發(fā)射一次的高頻節(jié)奏，年運載量可達百萬噸級。要構建天基數(shù)據(jù)中心，需將成千上萬顆衛(wèi)星部署在特定軌道，形成“計算球”，衛(wèi)星間通過星間激光鏈路緊密相連，構建龐大計算網(wǎng)絡。目前，發(fā)射衛(wèi)星的需求成為星艦改進的“倒逼機制”。今年，星艦將把性能更強大的V3版星鏈衛(wèi)星送入軌道，相比V2版，其單次發(fā)射增加的星座容量超20倍，還會發(fā)射新一代手機直連衛(wèi)星，實現(xiàn)全方位蜂窩網(wǎng)絡覆蓋。

能源與散熱是在太空運行AI必須突破的物理限制。太空擁有近乎無限的太陽能，通過大面積柔性太陽能電池陣可將光能轉化為電能。同時，太空的真空環(huán)境和超低溫背景為散熱提供了絕佳條件，利用熱輻射原理就能高效散發(fā)芯片產(chǎn)生的廢熱。

讓衛(wèi)星具備在軌處理數(shù)據(jù)能力是核心任務。要將高性能AI服務器裝入衛(wèi)星，硬件需具備抗輻射能力或通過軟件算法屏蔽宇宙射線干擾。把訓練好的AI大模型直接部署在衛(wèi)星上，衛(wèi)星就能在太空中直接識別地表火情、洪水或進行天文觀測，僅把處理結果傳回地球。

從長遠來看，發(fā)射衛(wèi)星的需求將推動星艦持續(xù)改進和發(fā)射頻率提升。憑借高頻率、大運載量，星艦每年能向軌道及更遠空間輸送數(shù)百萬噸載荷。經(jīng)簡單計算，每年發(fā)射100萬噸衛(wèi)星，若每噸衛(wèi)星產(chǎn)生100千瓦計算能力，每年就能增加100吉瓦AI計算容量，最終有望實現(xiàn)每年從地球發(fā)射1太瓦容量。據(jù)估算，2到3年內(nèi)，太空將成為生成AI算力成本最低的地方，這將加速物理學理解突破，促成造福人類的技術發(fā)明。而且，這一新星座將建立在成熟的太空可持續(xù)性設計和運營策略之上，包括壽命末期的報廢處理等，這些策略已在SpaceX現(xiàn)有寬帶衛(wèi)星系統(tǒng)中取得成功。

星艦的能力還為在其他星球作業(yè)帶來可能。得益于空間推進劑轉運等技術進步，星艦能在月球上降落海量貨物，開展科學研究、建立制造業(yè)的永久性存在成為現(xiàn)實。月球工廠可利用月球資源制造衛(wèi)星，并將其部署到更深遠的太空，通過使用電磁質量投射器和月球制造技術，每年向深空投放500到1000太瓦的AI衛(wèi)星可行，這將提升人類在卡爾達舍夫等級上的排名，利用更多太陽能量。

中國則通過科研探索與產(chǎn)業(yè)布局兩條路徑推進天基數(shù)據(jù)中心建設。科研探索路徑以之江實驗室的“三體計算星座”為代表，聚焦于解決特定領域實時處理問題。產(chǎn)業(yè)布局路徑以北京為代表的產(chǎn)業(yè)集群推進“辰光一號”試驗星，計劃分三步走，最終在2035年左右建成支持“天基主算”的大規(guī)模太空數(shù)據(jù)中心。

無論是馬斯克極具前瞻性的宏大規(guī)劃，還是中國穩(wěn)步有序的推進路徑，都預示著天基數(shù)據(jù)中心與AI送上太空的時代正加速到來。

還有哪些技術實現(xiàn)難點？

將數(shù)據(jù)中心搬上太空構建天基數(shù)據(jù)中心，雖是解決地面算力瓶頸的方案，但仍面臨諸多技術實現(xiàn)難點。

物理環(huán)境適配上，芯片面臨生死考驗。太空無大氣層保護，高能粒子和太陽耀斑直接轟擊芯片，普通商用芯片在軌算力折損可能超30%。雖可用抗輻射的航天級芯片，但成本高且算力落后于最新商用芯片，如何兼顧高性能與穩(wěn)定性是難題。而且，太空熱量只能靠熱輻射散發(fā)，現(xiàn)代AI芯片熱流密度大，若熱量無法導出，芯片會過熱降頻甚至燒毀，現(xiàn)有散熱方案復雜，還與衛(wèi)星小型化、輕量化需求沖突。

在軌運維與可靠性方面，衛(wèi)星發(fā)射后物理維修成本極高或不可能，需具備自愈能力，部分模塊損壞時系統(tǒng)能自動隔離故障并重組，保證整體算力不中斷。同時，衛(wèi)星每90分鐘經(jīng)歷一次劇烈冷熱循環(huán)，會導致材料熱脹冷縮，引發(fā)結構形變或連接器松動，對精密的激光通信和計算組件構成巨大挑戰(zhàn)。

基礎設施與生存環(huán)境上，大型天基數(shù)據(jù)中心由眾多衛(wèi)星組成“星座”，衛(wèi)星間靠激光通信傳輸數(shù)據(jù)。目前星間激光鏈路面對AI訓練海量數(shù)據(jù)交互，帶寬可能不足，且激光通信指向精度要求高，衛(wèi)星高速飛行和姿態(tài)調整時維持鏈路穩(wěn)定困難。此外，近地軌道衛(wèi)星密度增加，凱斯勒現(xiàn)象風險上升，如何讓數(shù)據(jù)中心具備自主規(guī)避碎片能力亟待解決。

寫在最后

SpaceX并購xAI打造“天基數(shù)據(jù)中心”，將AI送上太空，是馬斯克為解決地面AI發(fā)展困境、推動人類文明向太空拓展的重大舉措。盡管面臨諸多技術挑戰(zhàn)，但通過分階段戰(zhàn)略和不斷的技術創(chuàng)新，以及全球包括中國在內(nèi)的各方努力，這一目標有望逐步實現(xiàn)。一旦成功，“天基數(shù)據(jù)中心”將開啟一個全新的太空算力時代，為人類帶來前所未有的發(fā)展機遇和變革。