

? 本報(bào)記者 管晶晶
全球科技巨頭正掀起一股算力上天的浪潮,太空計(jì)算新賽道已悄然開啟。
11月2日,美國公司StarCloud成功發(fā)射首顆搭載英偉達(dá)H100 GPU芯片的技術(shù)試驗(yàn)星。11月4日,馬斯克公開表示將擴(kuò)大星鏈V3衛(wèi)星規(guī)模,建設(shè)太空數(shù)據(jù)中心。11月5日,谷歌宣布啟動(dòng)“捕日者計(jì)劃”,擬在2027年初發(fā)射兩顆搭載Trillium代TPU的原型衛(wèi)星。一場圍繞太空算力的全球競爭,正加速展開。
事實(shí)上,在太空計(jì)算領(lǐng)域,中國已經(jīng)搶先“落子”。今年5月14日,國星宇航、之江實(shí)驗(yàn)室攜手在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射全球首個(gè)太空計(jì)算衛(wèi)星星座,標(biāo)志著我國首個(gè)整軌互聯(lián)的太空計(jì)算星座正式進(jìn)入組網(wǎng)階段。11月6日,國星宇航自主研發(fā)的“零碳太空計(jì)算中心”,獲評2025年世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)“互聯(lián)網(wǎng)之光”博覽會(huì)十大精品首發(fā)成果。該中心目前已為之江實(shí)驗(yàn)室等多家科研機(jī)構(gòu)提供在軌計(jì)算服務(wù)。
為何要將算力送上天
太空計(jì)算,是指將高性能計(jì)算、人工智能與邊緣計(jì)算能力集成于空間平臺(tái),通過部署在近地軌道的分布式衛(wèi)星星座,構(gòu)建天基算力網(wǎng)絡(luò),最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)在軌實(shí)時(shí)處理、智能分析與自主決策的技術(shù)范式。
為什么要構(gòu)建天基算力?中國科學(xué)院上海技術(shù)物理研究所研究員、國科大杭州高等研究院院長王建宇認(rèn)為,一方面,當(dāng)前衛(wèi)星數(shù)量已達(dá)成千上萬顆,單純依靠人工管理已不現(xiàn)實(shí),需要衛(wèi)星自主完成管理決策,必須具備在軌計(jì)算能力;另一方面,人工智能技術(shù)的普及推動(dòng)算力需求向太空延伸,以解決數(shù)據(jù)傳輸難題。他進(jìn)一步解釋,當(dāng)前一顆衛(wèi)星可產(chǎn)生海量數(shù)據(jù),但受天氣等因素影響,最終能傳回地面的數(shù)據(jù)不足10%,因此把算力送上天,讓數(shù)據(jù)在太空完成計(jì)算,意義重大。
與此同時(shí),人工智能的爆發(fā)式發(fā)展,讓全球?qū)λ懔Φ男枨蟪手笖?shù)級增長,地面數(shù)據(jù)中心面臨能耗、土地和散熱等瓶頸。而太空,憑借廣袤的空間、近乎無限的冷卻資源,以及充足的太陽能,成為突破這些限制的“終極疆域”。
“把計(jì)算中心部署到太空,能實(shí)現(xiàn)全覆蓋、可持續(xù)、低成本的綠色算力供給。更關(guān)鍵的是,太空計(jì)算能大幅度提升太空數(shù)據(jù)的處理效率,實(shí)現(xiàn)從‘天數(shù)地算’到‘天數(shù)天算’的變革,滿足各類場景對低延遲、高實(shí)時(shí)性數(shù)據(jù)的需求。”成都國星宇航科技股份有限公司執(zhí)行副總裁趙宏杰指出,正因此,西方國家將太空計(jì)算視作搶占未來科技與經(jīng)濟(jì)競爭制高點(diǎn)的關(guān)鍵領(lǐng)域,紛紛加快布局步伐。
中國已從概念走向?qū)崙?zhàn)
今年5月發(fā)射的太空計(jì)算衛(wèi)星星座,既是國星宇航“星算”計(jì)劃的首發(fā)星座,也是之江實(shí)驗(yàn)室“三體計(jì)算星座”的首發(fā)星座。此次發(fā)射的星座包含12顆計(jì)算衛(wèi)星,單星最高算力達(dá)744TOPS,整個(gè)星座則具備5POPS的太空計(jì)算能力;同時(shí)搭載80億參數(shù)的天基模型,真正實(shí)現(xiàn)了“算力上天、在軌組網(wǎng)、模型上天”。
目前,全球首個(gè)太空計(jì)算星座已完成在軌驗(yàn)證。依托我國自主研發(fā)的智能網(wǎng)聯(lián)衛(wèi)星平臺(tái),該星座實(shí)現(xiàn)了算力在軌部署與組網(wǎng)運(yùn)行;同時(shí)基于星間激光高速互聯(lián)及分布式調(diào)度技術(shù),構(gòu)建起穩(wěn)定、可共享的太空計(jì)算系統(tǒng)。
今年9月,國星宇航與佳都科技聯(lián)合開展交通行業(yè)模型算法成功上星運(yùn)行,將交通路網(wǎng)分析模型注入“星算”計(jì)劃首發(fā)星座,對廣州琶洲區(qū)域遙感圖像進(jìn)行處理,用時(shí)3分鐘內(nèi)完成推理與結(jié)果下傳。這一流程不僅顯著縮短響應(yīng)時(shí)間,也節(jié)省了90%以上的地面?zhèn)鬏攷?。這意味著中國太空計(jì)算在交通領(lǐng)域開啟實(shí)質(zhì)性商業(yè)場景落地。
10月13日,“星算”計(jì)劃02組星座正式發(fā)布,單星算力突破10P的“天秤-10”衛(wèi)星同步亮相。這意味著,“星算”計(jì)劃實(shí)現(xiàn)了從首發(fā)技術(shù)驗(yàn)證到規(guī)?;渴鸬碾A段轉(zhuǎn)變,可覆蓋全球的人工智能太空基礎(chǔ)設(shè)施正加速成型。
“這標(biāo)志著中國在全球太空計(jì)算競賽中,率先實(shí)現(xiàn)了從概念到實(shí)戰(zhàn)的跨越?!壁w宏杰強(qiáng)調(diào),從當(dāng)前公開進(jìn)展來看,中國在太空計(jì)算的工程實(shí)現(xiàn)速度與商業(yè)化落地進(jìn)程上已處于領(lǐng)先地位;而西方國家雖正加速布局,但尚未有同等級別的規(guī)?;?jì)算星座進(jìn)入軌道并投入商業(yè)使用。
“十五五”期間有望迎來成本“拐點(diǎn)”
作為全球科技競爭的前沿領(lǐng)域、商業(yè)航天的重要發(fā)展方向,以及新質(zhì)生產(chǎn)力的典型代表,太空計(jì)算的應(yīng)用前景十分廣闊。憑借全球覆蓋、高時(shí)效性、綠色低碳等獨(dú)特優(yōu)勢,它能有效服務(wù)于數(shù)字經(jīng)濟(jì)、低空經(jīng)濟(jì)、科研攻關(guān)、應(yīng)急安全等多個(gè)關(guān)鍵領(lǐng)域。
“去年梅大高速地面塌陷事故,導(dǎo)致大量車輛受損。我們正推動(dòng)將整個(gè)高速公路的模型部署到衛(wèi)星上。地面通信覆蓋不到的區(qū)域,可通過衛(wèi)星實(shí)時(shí)監(jiān)測、計(jì)算,提前預(yù)警?!鼻Х铰?lián)陸智能交通科技(上海)有限公司董事長朱永濤舉例,若能借助太空計(jì)算實(shí)現(xiàn)10分鐘級的應(yīng)急響應(yīng),類似事故的損失將大幅度減少。
在趙宏杰看來,太空計(jì)算具有地面計(jì)算難以比擬的天然優(yōu)勢:一是全球覆蓋能力,二是能源可持續(xù)性,三是時(shí)效性突破。這些優(yōu)勢讓它在應(yīng)急通信、全球物聯(lián)網(wǎng)等場景中具有不可替代的價(jià)值。
不過,太空計(jì)算的發(fā)展仍面臨一系列核心挑戰(zhàn):不僅要應(yīng)對太空極端環(huán)境對星載平臺(tái)可靠性、星間互聯(lián)、在軌處理等技術(shù)的嚴(yán)苛要求,更要突破未來大規(guī)模星座建設(shè)中的產(chǎn)能與成本瓶頸。
“當(dāng)前計(jì)算領(lǐng)域有兩大難題:一是能源;二是散熱,風(fēng)冷已無法滿足需求,必須依賴液冷?!蓖踅ㄓ钐寡?,天基算力的技術(shù)突破仍面臨多重挑戰(zhàn),算力星座的核心技術(shù)包括智能計(jì)算、激光通信、高速路由等,其中計(jì)算機(jī)性能提升與能源、散熱的矛盾尤為突出。
“第一批算力星座衛(wèi)星單星算力達(dá)744T,二期計(jì)劃提升至10P,這一指標(biāo)看似亮眼,但衛(wèi)星上的能源供應(yīng)和散熱條件極為有限?!蓖踅ㄓ钫f,為解決這一問題,新衛(wèi)星不得不增大體積,既保障算力需求,也為散熱提供便利。
他同時(shí)指出,中國商業(yè)航天發(fā)展迅速,但與美國相比仍有顯著差距?!斑^去我們引以為傲的‘發(fā)射成本最低’,很大程度上依賴國內(nèi)的資源與人力成本優(yōu)勢。而如今SpaceX通過大型火箭提升發(fā)射能力,實(shí)現(xiàn)一箭多星部署,星鏈第一期衛(wèi)星發(fā)射成本平均僅50萬美元/顆,這對整個(gè)航天產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生了巨大刺激。我國目前的發(fā)射成本與之仍有差距?!?/p>
盡管挑戰(zhàn)存在,但趙宏杰仍持樂觀態(tài)度:“太空計(jì)算確實(shí)面臨初始投入較高等問題,但隨著航天工業(yè)化水平的提升,其長期綜合優(yōu)勢會(huì)日益凸顯。未來,隨著AI增材制造等衛(wèi)星制造技術(shù)的進(jìn)步,以及商業(yè)火箭發(fā)射成本的快速下降,我們有望在‘十五五’期間迎來太空計(jì)算的成本‘拐點(diǎn)’,推動(dòng)這一領(lǐng)域進(jìn)入規(guī)?;l(fā)展新階段?!?/p>
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