元NASAエンジニア：宇宙データセンターを設立することは、私が聞いた中で最もひどいアイデアです。

NASA の元エンジニアで Google のクラウド専門家が、宇宙にデータセンターを建設することがまったく非現実的なアイデアであり、電力や熱放散から放射線耐性まであらゆる面で困難である理由を説明しています。 この記事は、Taranisによって書かれた記事から派生しており、コンパイル、コンパイル、および作成されています。 (あらすじ:この男はビットコインマイニングマシンを宇宙に送りたいと思っています:無制限の日照+冷却料ゼロはBTCマイニングのメッカです)(背景補足:三峡ダムを宇宙に移動)中国は太陽光発電所の建設を計画しており、人類はエネルギーの自由を歓迎しますか? 明確にするために、私は元NASAのエンジニア/科学者であり、宇宙エレクトロニクスの博士号を取得しています。 また、私はGoogleに10年間勤務し、YouTubeやAIコンピューティングパワーの展開を担当するクラウド部門など、社内のさまざまな部門で働いてきたので、このトピックについて話す資格は十分にあります。 簡単に言えば、これは絶対にひどいアイデアであり、実際にはまったく意味がありません。 これには多くの理由がありますが、要するに、データセンターを機能させるために必要な電子機器、特にGPUやTPUの形でAIコンピューティングパワーを展開する電子機器は、宇宙での動作にはまったく適していないということです。 この分野で働いたことがない方には、直感的な仮定を立てることに注意します。なぜなら、宇宙ハードウェアが実際に宇宙で動作するという現実は必ずしも明らかではないからです。 人々がこれをやりたいと思う一番の理由は、宇宙にはたくさんの電気があるからだと思われます。 しかし、そうではありません。 基本的には、太陽光と原子力の2つの選択肢しかありません。 ソーラーとは、フォトセルを備えたソーラーパネルの配列を展開することを意味します - 基本的には、アイルランドの自宅の屋根の上にあるデバイスに相当します。 それは機能しますが、地上にソーラーパネルを設置するよりも魔法のように優れているわけではありません—大気を通じてそれほど多くの電力を失うことはないので、必要な領域についてのあなたの直感はほぼ正しいです。 これまでに宇宙に展開された最大の太陽電池アレイは、国際宇宙ステーション(ISS)システムであり、ピーク時には200kW強の電力を供給します。 このシステムの展開には、スペースシャトルによる数回の飛行と多くの作業が必要で、約2,500平方メートルで、アメリカンフットボールのフィールドの半分以上の大きさであることに言及することが重要です。 NVIDIA H200を参考にすると、各GPUデバイスの電力要件はチップあたり約0.7kWです。 これらは単独では機能せず、電力変換は100%効率的ではないため、GPUあたり1kWが実際にはより良いベンチマークになる可能性があります。 その結果、ISS サイズの巨大なアレイで約 200 個の GPU を駆動できます。 OpenAIがノルウェーに建設予定のデータセンターは、100,000基のGPUを収容する予定で、それぞれがH200よりも電力を大量に消費する可能性があります。 この容量に達するには、ISSサイズの衛星を500基打ち上げる必要があります。 比較すると、1 つのサーバー ラック (NVIDIA の事前構成済み販売など) には 72 個の GPU が格納されるため、各巨大衛星は約 3 ラックに相当します。 原子力エネルギーも助けにはならない。 ここでは原子炉について話しているのではなく、放射性同位元素熱電発電機(RTG)について話しており、一般的な出力は約50W〜150Wです。 だから、たとえ誰かを説得して亜臨界のプルトニウムをくれるように説得できたとしても、また、自爆性を爆発させるために車両を発射する際に、それを広範囲に広げるチャンスが何百回もあることを気にしないとしても、単一のGPUを実行するだけでは十分ではない。 サーマルレギュレーション ISS Advanced Thermal Control System (Boeing) このコンセプトについて、「宇宙は寒いから、冷却は簡単だよね?」というコメントをたくさん見かけます。 げっぷ。。。 いいえ。。。 いやそうではありません。 地球上の冷却は比較的簡単です。 空気の対流はうまく機能し、表面、特に表面積と体積の比率が大きいように設計されたヒートシンクに空気を吹き付けると、ヒートシンクから空気に熱を非常に効率的に伝達できます。 直接冷却よりも高い電力密度が必要な場合(および高出力GPUは間違いなくこのカテゴリに分類されます)、液体冷却を使用してチップから他の場所にあるより大きなヒートシンク/ヒートシンクに熱を伝達できます。 地球上のデータセンターでは、通常、冷却サイクルが設定されており、マシンはラックの周りにポンプで送られる冷却剤(通常は水)によって冷却され、熱が抽出され、冷却剤がサイクルに戻されます。 通常、冷却剤は対流によって空気に冷却されるので、とにかく、それが地球上でのしくみです。 宇宙では、空気はありません。 環境は絶対真空に近く、実質的な違いはないため、対流はまったく発生しません。 宇宙工学といえば、通常、冷却だけでなく、熱管理について考えます。 実は、宇宙自体には温度がないのです。 物質だけが温度を持っています。 これはあなたを驚かせるかもしれませんが、地球-月系では、ほとんどすべてのものの平均温度は基本的に地球の平均温度と同じです。 衛星が回転しているとしたら、グリルのチキンのように、地球の表面とほぼ同じ温度を維持する傾向があります。 回転しないと、太陽に背を向ける側は徐々に冷たくなり、宇宙マイクロ波背景放射の制限により、絶対零度よりわずかに高い約4ケルビンになります。 日当たりの良い日には、状況はかなり暑くなり、摂氏数百度に達することがあります。 したがって、熱管理には、熱が必要な場所に慎重に向けられるように、非常に慎重な設計が必要です。 真空中には対流がないため、これは伝導またはある種のヒートポンプによってのみ達成できます。 私は宇宙を飛ぶための宇宙ハードウェアを設計しました。 ある特定のケースでは、非常に小型で軽量でありながら、科学レベルのイメージング機能を提供する必要があるカメラシステムを設計しました。 熱管理は、設計プロセスの中心です。 これは、小型宇宙船には電力が不足しており、質量を最小限に抑えながら熱管理を達成する必要があるためです。 ですから、私にとってはヒートポンプや派手なものはありません:私は逆の方向に進み、ピーク時に約1ワットを消費し、カメラがアイドル状態のときに約10%まで消費するようにシステムを設計しました。 この電気はすべて熱に変換されるので、画像を撮るときに1ワットしか消費せず、データがRAMに入ったらすぐにイメージセンサーをオフにすれば、消費電力を半分に減らすことができますし、フライトコンピュータに画像をダウンロードするときにはRAMをオフにして、電力を比較的小さなレベルに減らすことができます。 必要な唯一の熱管理は、ボード内の銅層が発生した熱を伝達できるように、ボードの端をラックにボルトで固定することです。 H200を1台でも冷やすのは、絶対的な悪夢です。 どうやらヒートシンクとファンはまったく機能しないようですが、H200の液冷バージョンがあります。 このバージョンが使用されているとします。 この熱はヒートシンクに伝達する必要があります—それはあなたの車のラジエーターとは異なり、対流がないことを忘れないでくださいか? 宇宙に熱を放射する必要があります。 それを太陽から遠ざけることができると仮定します。 ISSのアクティブ熱制御システム(ATCS)は、そのような熱制御システムの一例です。 これは、アンモニア冷却回路と大規模な放熱板システムを使用する非常に複雑なシステムです。 熱制限は 16kW なので、H200 GPU は約 16 基で、これは地上のラックの 4 分の 1 をわずかに超える量です。 放熱パネルシステムの寸法は13.6m×3.12m、約42.5平方メートルです。 200kWをベンチマークとして、このすべての電力がGPUに送られると仮定すると、12.5倍の大きさ、つまり約531…