Google เปิดตัว Project Suncatcher สร้างศูนย์ประมวลผล AI พลังงานแสงอาทิตย์ในอวกาศ

วันที่ 5 พฤศจิกายนที่ผ่านมา Google ได้ประกาศเปิดตัวโครงการวิจัยที่ทะเยอทะยานและเป็น "moonshot project" ชื่อ Project Suncatcher โดยมีเป้าหมายคือการสร้างโครงสร้างพื้นฐานสำหรับการประมวลผลปัญญาประดิษฐ์ (AI) ในอวกาศ โดยใช้พลังงานสะอาดจากดวงอาทิตย์โดยตรง

โครงการนี้มีแนวคิดที่จะนำศูนย์ข้อมูล (Data center) ขึ้นไปโคจรในอวกาศ โดยใช้เครือข่ายดาวเทียมหลายร้อยดวงที่เชื่อมต่อกัน ซึ่งแต่ละดวงจะติดตั้งชิปประมวลผล AI ของ Google เองที่เรียกว่า Tensor Processing Unit (TPU)

ทำไมต้องไปประมวลผลในอวกาศ?

แรงจูงใจหลักของ Project Suncatcher คือความต้องการพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างมหาศาลของ AI และเพื่อหลีกเลี่ยงข้อจำกัดด้านพลังงานและการระบายความร้อนบนโลก

1. แหล่งพลังงานสะอาดไม่จำกัด โดยดวงอาทิตย์ปล่อยพลังงานมากกว่าที่มนุษย์ผลิตได้ทั้งโลกถึง 100 ล้านล้านเท่า ในอวกาศ แผงโซลาร์เซลล์สามารถผลิตพลังงานได้มากกว่าบนโลกถึง 8 เท่า และสามารถทำงานได้แทบตลอดเวลาเนื่องจากไม่มีช่วงกลางคืนหรือสภาพอากาศมาขวาง 

2. การระบายความร้อนที่เหนือกว่า โดยดาวเทียมจะใช้อวกาศที่มีความเย็นดูดซับความร้อนที่เกิดจากการประมวลผล โดยจะกระจายความร้อนส่วนเกินออกไปผ่านเครื่องระบายความร้อน (Radiator)

โดย Google ชี้ว่าหากทำได้จริงจะช่วยลดการใช้พลังงานบนโลก และเปิดโอกาสให้ขยายการประมวลผลของ AI ได้แบบไร้ขีดจำกัด

สถาปัตยกรรมและการเชื่อมต่อความเร็วสูง

สำหรับ Project Suncatcher จะสร้างเครือข่ายดาวเทียมที่ทำหน้าที่เหมือนคอมพิวเตอร์ขนาดใหญ่ในอวกาศ โดย Google วางแผนที่จะปล่อยฝูงดาวเทียมขนาดเล็กจำนวนมาก แทนที่จะสร้างโหนดการประมวลผลขนาดใหญ่เพียงจุดเดียวเหมือนที่บริษัทอื่น ๆ กำลังสำรวจ

ดาวเทียมเหล่านี้จะสื่อสารกันโดยใช้ ลิงก์เลเซอร์ออปติคัลอิสระ (Free-space optical link) ซึ่งสามารถส่งข้อมูลด้วยความเร็วสูงมากในระดับ Terabit per second (Tbps) เพื่อให้ดาวเทียมแต่ละดวงสามารถทำงานร่วมกันได้เหมือนเซิร์ฟเวอร์ในศูนย์ข้อมูลจริง ๆ

โดยชิป TPU จะถูกใช้สำหรับงานด้านการฝึกฝน (Training) การสร้างเนื้อหา (Content generation) การพูดสังเคราะห์ (Synthetic speech) และการสร้างแบบจำลองคาดการณ์ (Predictive modeling)

ความท้าทายทางวิศวกรรมที่สำคัญ 4 ประการ

Google ยอมรับว่าโครงการนี้ยังอีกยาวไกล และต้องแก้ไขโจทย์ทางวิศวกรรมที่ซับซ้อน 4 เรื่องหลัก 

1. การสื่อสารระหว่างดาวเทียมจำเป็นต้องมีความเร็วสูงมากเทียบเท่ากับสายเคเบิลใยแก้วนำแสงในศูนย์ข้อมูล อย่างไรก็ตาม Google ได้ทดสอบต้นแบบและสามารถส่งข้อมูลได้ถึง 1.6 Tbps ระหว่างดาวเทียมจำลอง ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความเป็นไปได้

2. การควบคุมดาวเทียมให้อยู่ใกล้กัน ดาวเทียมจะต้องบินอยู่ใกล้กันมาก โดยห่างกันเพียง 100-200 เมตร ในวงโคจรสูงประมาณ 650 กิโลเมตร ซึ่งต้องอาศัยแบบจำลองการเคลื่อนที่ที่ละเอียดมากเพื่อรักษาตำแหน่งและป้องกันการชนกัน

3. ความทนทานของชิปต่อรังสีอวกาศ Google ได้ทดสอบชิป TPU รุ่น Trillium (v6e) ด้วยลำโปรตอนพลังงานสูงเพื่อจำลองรังสีในอวกาศ ผลการทดสอบพบว่า TPU มีความทนทานต่อรังสีได้ดีเกินคาด และยังคงทำงานได้แม้จะได้รับรังสีเกินระดับปกติสำหรับการปฏิบัติภารกิจ 5 ปี

4. ต้นทุนและความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ แม้ว่าเดิมทีต้นทุนการส่งสิ่งของขึ้นไปในอวกาศจะสูงมาก แต่ราคาการปล่อยดาวเทียมกำลังลดลงอย่างรวดเร็ว 

เนื่องจากความก้าวหน้าของบริษัทอย่าง SpaceX Google คาดการณ์ว่าภายในปี 2035 ราคาค่าปล่อยอาจลดลงเหลือเพียง ไม่ถึง 200 ดอลลาร์สหรัฐต่อกิโลกรัม ซึ่งจะทำให้ต้นทุนของศูนย์ข้อมูลในอวกาศใกล้เคียงกับต้นทุนการใช้พลังงานของศูนย์ข้อมูลบนโลก

ก้าวแรกสู่การประมวลผลนอกโลกในปี 2027

ในตอนนี้ Google กำลังร่วมมือกับบริษัทดาวเทียม Planet เพื่อดำเนินการในขั้นตอนต่อไป ซึ่งรวมถึงการผลิตยานอวกาศ การทดสอบ และการจัดการการปล่อย

แผนงานคือการปล่อยดาวเทียมต้นแบบจำนวน 2 ดวง ในช่วง ต้นปี 2027 เพื่อทดสอบว่าชิป TPU และระบบส่งข้อมูลด้วยเลเซอร์ระหว่างดาวเทียมจะสามารถทำงานในสภาพแวดล้อมจริงในอวกาศได้อย่างเสถียรหรือไม่

หากการทดสอบประสบความสำเร็จ นี่จะเป็นก้าวแรกของการประมวลผล AI นอกโลกครั้งแรกของมนุษยชาติ และอาจเป็นก้าวต่อไปที่ทำให้ AI ไม่ต้องจำกัดอยู่แค่บนโลกอีกต่อไป ปัจจุบัน Project Suncatcher ยังคงอยู่ในขั้นตอนการวิจัย

แนวคิดของ Project Suncatcher เปรียบเสมือนการสร้างโรงไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์ขนาดใหญ่ในทะเลทรายที่ไม่มีวันสิ้นสุดของอวกาศ และแทนที่จะส่งไฟฟ้ากลับมายังโลก พวกเขาเลือกที่จะย้าย "โรงงานที่ใช้ไฟฟ้ามากที่สุด" (AI data center) ขึ้นไปตั้งอยู่ข้าง ๆ โรงไฟฟ้าแทน เพื่อให้ได้รับพลังงานอย่างไม่ติดขัดและใช้พื้นที่อวกาศอันกว้างใหญ่ในการระบายความร้อนออกไป