O Google está prestes a descobrir se parte da infraestrutura usada para inteligência artificial pode funcionar onde nenhum de seus grandes data centers opera hoje: no espaço. A empresa vai enviar chips especializados em IA para a órbita da Terra em um experimento que pode ajudar a determinar se, no futuro, grandes sistemas de computação poderiam ser instalados fora do planeta.
O teste faz parte do Project Suncatcher, iniciativa de pesquisa anunciada pelo Google para estudar a possibilidade de construir infraestrutura de computação para inteligência artificial em órbita. O primeiro satélite experimental está previsto para ser lançado nesta quinta-feira (1º) a bordo de um foguete Falcon 9, da SpaceX, na missão Transporter-18.
A janela de lançamento começa às 18h18 UTC, ou 15h18 no horário de Brasília, a partir da Base da Força Espacial de Vandenberg, na Califórnia, Estados Unidos. A missão Transporter-18 levará mais de uma centena de cargas diferentes ao espaço, entre elas o experimento do Google.
Quatro chips de IA vão enfrentar o espaço
Dentro do protótipo estarão quatro TPUs (Tensor Processing Units), chips desenvolvidos pelo próprio Google especialmente para cálculos de inteligência artificial. São versões da família Trillium, semelhante ao hardware utilizado pela empresa em seus data centers na Terra.
Mas o objetivo desta primeira missão não é colocar um enorme data center em órbita. O Google quer responder antes a uma pergunta muito mais básica: esses chips conseguem funcionar de maneira confiável no espaço?
O ambiente orbital apresenta problemas que praticamente não existem dentro de um data center convencional. Durante o lançamento, os equipamentos precisam suportar vibrações intensas e grandes forças de aceleração. Depois que chegam à órbita, ficam sujeitos à radiação cósmica, a partículas vindas do Sol e a condições térmicas completamente diferentes das encontradas na Terra.
Antes do lançamento, o Google submeteu seus chips a testes de vibração e também levou TPUs ao Crocker Nuclear Laboratory, da Universidade da Califórnia em Davis, onde elas foram atingidas por um feixe de prótons enquanto executavam tarefas de inteligência artificial.
Segundo a empresa, os resultados em laboratório indicaram que os chips resistiram a uma quantidade de radiação superior à que receberiam durante uma missão espacial de cinco anos. O teste real em órbita, porém, permitirá observar problemas impossíveis de reproduzir completamente na Terra.
O grande problema é tirar o calor
Existe ainda outro obstáculo importante: resfriar os chips. TPUs trabalham realizando enormes quantidades de cálculos e, como consequência, produzem bastante calor. Na Terra, data centers utilizam sistemas complexos de ventilação e refrigeração para manter os componentes em temperaturas seguras.
No espaço não existe ar circulando ao redor dos equipamentos. Isso significa que o calor precisa ser transferido para radiadores capazes de liberá-lo por radiação térmica. Para o experimento, o Google desenvolveu um sistema que utiliza materiais condutores, tubos de calor e radiadores.
A dificuldade é tão grande que, neste primeiro protótipo, os chips deverão executar cargas intensas de IA apenas durante períodos curtos antes de precisar esfriar.
Por que colocar um data center no espaço?
A principal vantagem que atrai o Google está acima dos painéis solares. Satélites em órbita baixa podem receber luz solar durante grande parte de seu percurso e, segundo cálculos apresentados pela empresa, poderiam gerar até oito vezes mais energia solar do que sistemas equivalentes instalados na superfície terrestre.
Isso é particularmente interessante em um momento em que a expansão da inteligência artificial exige quantidades cada vez maiores de eletricidade para alimentar data centers.
A ideia do Project Suncatcher é que, no futuro, vários satélites equipados com dezenas de chips possam trabalhar em conjunto, formando grandes clusters de computação no espaço.
Há, no entanto, uma diferença enorme entre provar que quatro chips conseguem funcionar em órbita e construir um verdadeiro data center espacial. Energia, resfriamento, custo de lançamento, manutenção e comunicação entre os satélites continuam sendo problemas que precisam ser resolvidos.
Próximo teste já envolve dois satélites
Uma das etapas seguintes deverá acontecer em 2027. O Google pretende colocar dois satélites em órbita para experimentar conexões a laser de alta velocidade entre eles. Uma futura rede de computadores espaciais dependeria dessas ligações para que diferentes satélites conseguissem trocar enormes volumes de dados rapidamente.
O desafio é manter os feixes alinhados enquanto os equipamentos se deslocam em órbita. O próprio Google compara a precisão necessária a acertar um alvo do tamanho de uma moeda a quilômetros de distância enquanto os dois pontos estão em movimento.
O satélite desta quinta-feira, desenvolvido em parceria com a empresa Planet, é portanto muito mais um laboratório do que um data center espacial.
Se os chips sobreviverem ao lançamento, à radiação, às mudanças de temperatura e conseguirem executar tarefas de IA de maneira previsível, o experimento dará ao Google dados para projetar as próximas gerações do sistema.
O Project Suncatcher ainda está distante de transformar a órbita terrestre em um endereço para grandes data centers. Mas, pela primeira vez, a empresa vai tirar a ideia das câmaras de testes em solo e descobrir como seus chips de inteligência artificial realmente se comportam no espaço.
