Starcloud , một startup đề xuất phóng các trung tâm dữ liệu lên không gian, đang phải đối mặt với sự giám sát chặt chẽ từ cộng đồng công nghệ về tính khả thi của những kế hoạch đầy tham vọng của họ. Công ty tuyên bố họ có thể triển khai một trung tâm dữ liệu không gian chỉ với 8,2 triệu đô la Mỹ bằng cách sử dụng một lần phóng tàu vũ trụ Starship của SpaceX , nhưng phân tích kỹ thuật cho thấy ước tính này thấp hơn thực tế một cách đáng kể.
Khái niệm này nghe có vẻ tương lai: các trung tâm dữ liệu quỹ đạo được cung cấp năng lượng bởi năng lượng mặt trời liên tục, thoát khỏi các mô hình thời tiết và hạn chế bất động sản của Trái Đất. Starcloud hình dung các cơ sở tính toán khổng lồ trôi nổi trong không gian, xử lý khối lượng công việc AI với năng lượng sạch không giới hạn. Tuy nhiên, những thách thức kỹ thuật dường như khó khăn hơn nhiều so với những dự đoán lạc quan của công ty.
Làm Mát Trở Thành Thách Thức Lớn Nhất
Trở ngại lớn nhất mà các trung tâm dữ liệu không gian phải đối mặt là quản lý nhiệt. Không giống như các cơ sở trên Trái Đất dựa vào điều hòa không khí và đối lưu tự nhiên, không gian chỉ cung cấp một cách để thoát nhiệt: bức xạ nhiệt. Điều này có nghĩa là cần có các tấm tản nhiệt khổng lồ để giữ cho các máy chủ không bị quá nhiệt.
Các chuyên gia trong ngành chỉ ra rằng các trung tâm dữ liệu hiện đại tạo ra lượng nhiệt thải khổng lồ. Một giá máy chủ tập trung vào AI điển hình có thể tiêu thụ hơn 40 kilowatt điện năng, với phần lớn năng lượng đó được chuyển đổi thành nhiệt. Trong không gian, việc loại bỏ nhiệt này đòi hỏi các bề mặt tản nhiệt có thể trải rộng vài kilômét vuông - lớn hơn nhiều so với ước tính ban đầu.
Trạm Vũ trụ Quốc tế cung cấp một ví dụ thực tế về những thách thức làm mát trong không gian. Các tản nhiệt của nó, mặc dù nhỏ hơn nhiều so với các tấm pin mặt trời, vẫn chiếm một phần đáng kể khối lượng và độ phức tạp của trạm. Việc mở rộng quy mô này lên mức trung tâm dữ liệu sẽ đòi hỏi các giải pháp kỹ thuật hiện tại chưa tồn tại.
So sánh Hệ thống Nhiệt ISS
- Phát điện: ~250kW dưới ánh sáng mặt trời đầy đủ
- Diện tích tản nhiệt: ~42m² cho quản lý nhiệt
- Tải nhiệt: Chủ yếu từ phi hành đoàn và các hệ thống cơ bản
- Thách thức mở rộng quy mô: Trung tâm dữ liệu sẽ cần công suất năng lượng mặt trời gấp 160 lần ISS
- Yêu cầu tản nhiệt: Ước tính cần hơn 6km² diện tích bề mặt tỏa nhiệt
Chi Phí Phóng Không Phù Hợp
Phân tích kỹ thuật cho thấy ước tính phóng 8,2 triệu đô la của Starcloud là không thực tế với hệ số gấp sáu lần hoặc hơn. Ngay cả với những dự đoán chi phí lạc quan nhất của SpaceX về Starship là 250 đô la Mỹ mỗi kilôgam, các yêu cầu khối lượng cho tấm pin mặt trời, tản nhiệt, máy chủ và hệ thống hỗ trợ có thể sẽ đòi hỏi nhiều lần phóng với chi phí hàng chục triệu đô la.
Kế hoạch của startup này yêu cầu các mảng pin mặt trời trải rộng 4 kilômét x 4 kilômét để tạo ra 5 gigawatt điện năng. Diện tích bề mặt khổng lồ này không chỉ tốn kém để phóng mà còn dễ bị tổn thương bởi mảnh vỡ không gian - một mối quan tâm ngày càng tăng trong môi trường quỹ đạo của Trái Đất.
Tuyên bố của Starcloud so với Phân tích Kỹ thuật
| Khía cạnh | Ước tính của Starcloud | Phân tích Kỹ thuật |
|---|---|---|
| Chi phí Phóng | 8,2 triệu USD (một lần phóng) | 48,2 triệu+ USD (cần nhiều lần phóng) |
| Kích thước Tấm pin Mặt trời | 4km × 4km cho 5GW | Cần thêm các lần phóng chỉ riêng cho tấm pin |
| Chi phí Phóng mỗi kg | 250 USD | 350-550 USD (ước tính thực tế hơn) |
| Mục tiêu Công suất | 5 gigawatt | Cần hệ thống tản nhiệt khổng lồ chưa được tính đến |
 |
|---|
| Phân tích tính khả thi và chi phí cho các trung tâm dữ liệu không gian, phản ánh về những ước tính phóng không thực tế của Starcloud |
Cơn Ác Mộng Bảo Trì Trên Quỹ Đạo
Có lẽ thách thức bị bỏ qua nhiều nhất là bảo trì thiết bị. Các trung tâm dữ liệu trên Trái Đất dựa vào việc thay thế và nâng cấp phần cứng liên tục để duy trì hiệu suất. Các thành phần máy chủ thường xuyên hỏng hóc, đòi hỏi các kỹ thuật viên phải thay thế mọi thứ từ các module bộ nhớ đến toàn bộ máy chủ.
Trong không gian, điều này trở nên phức tạp theo cấp số nhân. Cuộc thảo luận cộng đồng tiết lộ rằng bất kỳ việc bảo trì nào cũng sẽ đòi hỏi hoặc là các hệ thống robot tinh vi hoặc các nhiệm vụ có người lái thường xuyên - cả hai đều tăng thêm chi phí và độ phức tạp khổng lồ. Một số đề xuất phương pháp tiêu hao nơi thiết bị hỏng đơn giản chỉ được để nguyên tại chỗ, nhưng điều này sẽ đòi hỏi việc dự phòng quá mức và cuối cùng làm cho toàn bộ dự án trở nên không kinh tế.
Phân tích khối lượng được đưa ra ở đây không bao gồm bất kỳ con số khối lượng, năng lượng, hoặc hệ thống nhiệt nào cho cơ sở hạ tầng mà bạn sẽ cần có để thay thế các thành phần hỏng hóc.
Thách thức Kỹ thuật của Trung tâm Dữ liệu Không gian
- Quản lý Nhiệt: Yêu cầu diện tích bề mặt tản nhiệt có thể lớn hơn cả tấm pin mặt trời
- Bảo trì: Không có giải pháp thực tế nào để thay thế phần cứng trên quỹ đạo
- Khối lượng Phóng: Tấm pin mặt trời, bộ tản nhiệt, máy chủ và hệ thống làm mát vượt quá khả năng của một lần phóng
- Rủi ro Mảnh vỡ Quỹ đạo: Diện tích bề mặt lớn dễ bị tổn thương trước các va chạm với rác vũ trụ
- Lưu trữ Năng lượng: Cần pin cho các giai đoạn bóng tối của Trái Đất (trừ khi ở quỹ đạo chuyên biệt)
- Che chắn Bức xạ: Cần thêm khối lượng để bảo vệ thiết bị điện tử khỏi tia vũ trụ
Các Phương Pháp Thay Thế Xuất Hiện
Trong khi tầm nhìn lớn của Starcloud phải đối mặt với sự hoài nghi, một số thành viên cộng đồng đề xuất các phương pháp khiêm tốn hơn có thể hiệu quả. Thay vì các trung tâm dữ liệu tập trung khổng lồ, các mạng phân tán của các vệ tinh tính toán nhỏ hơn có thể cung cấp khả năng dự phòng tốt hơn và bảo trì dễ dàng hơn. Những người khác đề xuất rằng tính toán dựa trên không gian có thể chỉ có ý nghĩa cho các ứng dụng cụ thể như xử lý dữ liệu từ các cảm biến quỹ đạo hoặc hỗ trợ các nhiệm vụ không gian sâu.
Các thí nghiệm trung tâm dữ liệu dưới nước của Microsoft cung cấp một so sánh thú vị. Những dự án đó cho thấy tỷ lệ hỏng hóc thấp hơn mong đợi, một phần do môi trường được kiểm soát và thiếu sự can thiệp của con người. Tuy nhiên, các cơ sở dưới nước vẫn được hưởng lợi từ việc làm mát tự nhiên của Trái Đất và không đòi hỏi phóng tên lửa để triển khai.
Kiểm Tra Thực Tế Thị Trường
Câu hỏi cơ bản vẫn còn: ai sẽ trả giá cao cho tính toán dựa trên không gian? Các vấn đề về độ trễ, mối quan tâm về độ tin cậy và chi phí khổng lồ khiến việc xác định các trường hợp sử dụng hấp dẫn mà không thể được phục vụ tốt hơn bởi các lựa chọn thay thế trên mặt đất trở nên khó khăn.
Một số suy đoán rằng các ứng dụng quân sự có thể biện minh cho chi phí, nhưng ngay cả các nhà thầu quốc phòng cũng có thể sẽ thích các công nghệ đã được chứng minh hơn cho các hoạt động quan trọng. Môi trường quy định cũng vẫn còn không rõ ràng, vì các cơ sở dựa trên không gian vẫn sẽ thuộc thẩm quyền của quốc gia phóng chúng.
Khi ngành công nghiệp không gian tiếp tục trưởng thành, các khái niệm sáng tạo như trung tâm dữ liệu quỹ đạo chắc chắn sẽ xuất hiện. Tuy nhiên, đề xuất hiện tại của Starcloud dường như đánh giá thấp đáng kể các thách thức kỹ thuật và chi phí liên quan. Cho đến khi các công nghệ đột phá xuất hiện trong quản lý nhiệt dựa trên không gian và khả năng phóng rẻ hơn đáng kể, các trung tâm dữ liệu có thể sẽ vẫn được đặt chắc chắn trên Trái Đất.
Lịch trình đầy tham vọng và dự đoán chi phí của công ty phục vụ như một lời nhắc nhở rằng ngay cả trong thời đại công nghệ phát triển nhanh chóng của chúng ta, các định luật vật lý và kinh tế kỹ thuật vẫn áp dụng - dù trên Trái Đất hay trong chân không không gian.
Tham khảo: There's no way that Starcloud can put a data centre in space at $8.2 million in one Starship