谷歌卫星TPU在轨跑Gemma 4写俳句：太空数据中心起步

来自轨道的俳句

几天前，地面站朝地球轨道发去一条简单提示词：「写一首关于身处太空的俳句。」

指令抵达后，卫星上的 TPU 芯片启动，预部署的 Gemma 4 模型开始推理。卫星飞掠挪威斯瓦尔巴群岛上方时，地面站收到回复，内容如下：

Blue marble below（蓝色星球在下） Data streams in silent grace（数据悄然流转） Starlight feeds my core.（星光供养我的核心）

谷歌 CEO Sundar Pichai 把这一刻称作 Project Suncatcher 的「Hello World」。这不只是营销话术——数据中心级 TPU 头一回在轨道上跑完完整的 AI 推理，并把结果传了回来。去年才提出构想，如今代码真在真空环境里跑通，谷歌的太空算力计划从 PPT 跨到了原型阶段。

为什么要把芯片送上天

把昂贵的 AI 芯片送进太空，听起来像炫技。但真正的驱动力很务实：电力。

在地面，数据中心被能耗和冷却成本卡住，成了 AI 扩张的瓶颈。太空里情况完全不同。谷歌的研究显示，轨道条件合适时，空间太阳能电池板的发电效率能达到地面的 8 倍。卫星若运行在晨昏太阳同步轨道，几乎可以一直晒到太阳，不必再背笨重、寿命又有限的蓄电池组。

顺着这个思路，Project Suncatcher 没去造国际空间站那样的巨型单体设施，而是走「蜂群」路线：大量小卫星编队飞行，每颗自带太阳能板和 TPU，彼此靠自由空间光通信连起来，组成一个分布式的太空计算集群。

谷歌在《Joule》期刊的论文里给了一个 81 颗卫星的编队示例。这些卫星运行在约 650 公里的近地轨道，集群半径约 1 公里，相邻卫星间距保持在 100 至 200 米。编队排得这么紧，不是为了好看，是要解决通信带宽问题。

大模型训练时，芯片之间得频繁交换中间结果。地面靠高速光纤，太空里传统射频通信带宽太低、延迟太高。谷歌的目标是让星间链路跑到 10 Tbps，好追上地面数据中心的性能。团队正在测试密集波分复用和空间复用技术。此前的地面实验已经做到双向 1.6 Tbps，可要让激光在高速运动的卫星之间保持对准，工程难度完全不是一个量级。

真正的难点：散热与辐射

通信之外，太空环境对硬件的考验更严酷。头一个是散热。

在地面，风扇吹、水冷排上，热量最终通过对流和传导散进空气里。太空接近真空，没有空气对流，芯片产生的废热只能靠热辐射排出去。这就得设计巨大的散热器，再用热管把热量从芯片引到散热面。

现有原型卫星装了四颗 TPU，但供电和散热能力有限，每次只能激活一颗，连续运行时间也只有约 20 分钟。可见当前的热管理方案离大规模持续计算还有距离。芯片功率密度一往上走，散热器的面积和质量就会急剧增加，发射成本也跟着被推高。

再一个是辐射。太空里到处是高能粒子和宇宙射线，它们可能击穿芯片绝缘层，或者把存储器里的数据位翻转（Bit Flip），轻则算错，重则硬件永久损坏。

谷歌对此准备得比较充分。地面实验中，团队拿 67MeV 质子束轰击第六代 Trillium TPU，模拟太空辐射环境。结果高带宽内存（HBM）是最敏感的部分，但累积剂量到约 2krad (Si) 时才出现异常，这相当于有屏蔽条件下五年任务剂量的三倍。测试剂量最高到 15krad (Si)，也没看到永久性硬故障。

数据虽然乐观，可地面模拟没法完全复现轨道上复杂的热循环和长期辐射效应。这次卫星任务的核心目的之一，正是验证 TPU 在真实太空环境下的长期可靠性。

经济账：每公斤 200 美元的假设

技术可行了，商业上是否合理仍是最大的争议点。Reddit 和 Hacker News 上的讨论都绕着一个问题：太空建设维护这么难，为什么不把数据中心建在海底或者寒冷地区？

微软的 Project Natick 已经证明水下数据中心可行，北欧的自然冷源也能大幅压低冷却成本。太空数据中心的长处是太阳能几乎无限，短处则是初始投入极高、维护难度极大。

谷歌论文里给了一个关键成本假设：未来发射成本降到每公斤 200 美元。按这个前提，把费用分摊到设备使用寿命和供电功率上，太空算力的能源成本约为每千瓦每年 810 美元。对比一下，美国地面数据中心的能源支出在每千瓦每年 570 至 3000 美元之间。单看数字，太空算力是有竞争力的。

可这个假设相当大胆。要把发射成本压到每公斤 200 美元，可能得靠 SpaceX 的 Starship 在 2035 年前后做到每年约 180 次发射的规模。这既要求火箭完全复用，也要求发射频率比现在高出数倍。不少评论者觉得这一预测过于乐观，忽略了航天工业固有的复杂性和风险溢价。

还有一点，太空硬件的折旧逻辑和地面不一样。地面数据中心可以逐步更换老旧 GPU，供电和冷却基础设施照用不误。太空里芯片、太阳能板、散热器和通信模块高度集成，TPU 一旦性能落后或者出故障，整颗卫星可能就此报废，计算单元很难单独升级。

下一步：从诗歌到实用

面对外界的疑问，谷歌的态度相当淡定。Travis Beals 是 Project Suncatcher 的项目负责人，他在受访时把话说得很直白：五年之内，太空数据中心想比地面便宜，基本不现实。按他的定位，这是一项需要长期投入的「登月计划」，不是拿去卖的短期商业产品。

写诗只能算开了个头。谷歌打算在 2027 年把两颗卫星送上天，它们具备高速光通信能力，任务重点是验证星间互联，以及分布式机器学习任务怎么调度。再往后，实验会从生成诗歌一步步转向更实在的系统测试——看 TPU 在轨道热应力下扛不扛得住，也看它能不能在轨把地球观测数据处理掉。

在轨计算有一个挺有现实感的方向，就是边缘处理。地球观测卫星眼下得把大量原始图像传回地面再算，带宽吃紧。要是图像分析能直接在卫星上做完，只把结果数据发回来，下行通信的包袱会轻很多。太空计算要落地，这可能是最靠谱的切口。

英伟达 H100 上了天，谷歌 TPU 在轨写起了诗，巨头们都在试探算力的边界。大规模太空数据中心最终建不建得成，眼下没人能打包票，但这场实验本身已经在推着航天电子、光通信和高效散热往前走。那首从太空传回的俳句，算不上商业革命的号角，却实实在在是人类把智能往地球之外伸了一手。