Google ejecuta Gemma 4 en órbita con una TPU de centro de datos

Google ejecuta Gemma 4 en órbita con una TPU de centro de datos

«Blue marble below / Data streams in silent grace / Starlight feeds my core». Ese haiku fue la primera respuesta que Google recibió desde su satélite prototipo de Project Suncatcher, generado en órbita por Gemma 4 con una TPU de categoría centro de datos. La compañía anunció el resultado el 30 de octubre: el aparato había procesado una instrucción enviada desde una estación terrestre y devuelto el poema mientras pasaba cerca de Svalbard, Noruega.

La demostración es pequeña en alcance y concreta en lo que comprueba. Google consiguió ejecutar una inferencia de inteligencia artificial en el espacio con uno de sus procesadores especializados y recibir el resultado en la Tierra. No significa que haya puesto en marcha un centro de datos orbital: el prototipo lleva cuatro TPU, pero solo puede encender una cada vez y durante periodos breves. TechCrunch cifra ese margen en unos 20 minutos.

Our chips have officially earned their space wings — an important achievement on the long road ahead for this cosmic moonshot.

— Travis Beals, senior director de Paradigms of Intelligence

Una respuesta en órbita, tras semanas de puesta en servicio

Google lanzó el satélite el 1 de octubre como parte de Project Suncatcher, su iniciativa de investigación para estudiar si se puede ampliar la computación de inteligencia artificial en el espacio. La misión se realizó en colaboración con Planet y viajó en un lanzamiento compartido de SpaceX. TechCrunch indica que el cohete Falcon 9 transportó, junto al aparato de Google, más de 100 naves espaciales.

Antes de generar el poema, el equipo completó durante varias semanas una lista de puesta en servicio que incluyó encender el sistema anfitrión y las bandejas de TPU y realizar pruebas iniciales de aprendizaje automático. Google describió la primera respuesta como su hito «Hello World»: un mensaje producido por un modelo abierto Gemma 4 que ya estaba cargado en el satélite.

Durante una ventana de comunicación con una estación terrestre, los investigadores enviaron la instrucción de escribir un haiku sobre estar en el espacio. El texto llegó cuando el satélite pasaba por Svalbard. Después, el equipo probó limericks de temática espacial y peticiones para consultar la telemetría y el estado técnico de los sistemas de carga útil. TechCrunch añadió que un portavoz de Google describió el funcionamiento del satélite como nominal.

El aparato genera hasta 1 kW de electricidad, según TechCrunch. Esa cifra ayuda a entender por qué el ensayo sigue lejos de las cargas de trabajo que exigiría una red de centros de datos: la demanda de energía de las TPU limita el uso a un chip cada vez y a periodos cortos. La compañía presenta el satélite como un prototipo para investigar, no como una infraestructura comercial en funcionamiento.

La apuesta: satélites que procesen juntos

Project Suncatcher explora una arquitectura distribuida: varios satélites con procesadores que se comuniquen entre sí mediante enlaces ópticos para ejecutar tareas de inteligencia artificial. Google sostiene que, en órbita baja, los paneles solares podrían recibir luz casi constante y producir hasta ocho veces más energía que paneles equivalentes en la Tierra. Es una estimación sobre una posibilidad futura, no una capacidad demostrada por el prototipo actual.

En septiembre, antes del lanzamiento, Google explicó que las futuras versiones podrían llevar docenas de TPU por satélite y operar en grupos. Para coordinar el procesamiento, cada aparato tendría que conocer su posición y la de sus vecinos, con comunicaciones láser de gran ancho de banda a distancias cortas. La compañía describió la precisión necesaria como comparable a acertar a una moneda desde millas de distancia mientras ambos puntos están en movimiento.

El plan anunciado por Google y el que recoge TechCrunch sitúan en 2027 la prueba de dos satélites interconectados. Google la plantea como el siguiente hito para estudiar el funcionamiento de esos enlaces. TechCrunch añade que los aparatos permitirían probar una mayor generación de energía y las conexiones ópticas entre satélites. La empresa no ha demostrado todavía que una red así pueda sostener cargas de trabajo distribuidas a escala.

TechCrunch distingue el planteamiento de Suncatcher de otras propuestas de centros de datos orbitales: según el medio, Google apuesta por enlaces entre satélites para compartir procesamiento, mientras que Starcloud y Cowboy Space prevén ejecutar inferencias en aparatos individuales. También señala que SpaceX espera emplear enlaces láser, aunque sus satélites orbitarían demasiado separados para compartir el procesamiento de forma eficaz.

Radiación, calor y límites del hardware

La próxima etapa de pruebas se centrará en cómo responden las TPU al estrés térmico y a la radiación durante su funcionamiento en órbita. El entorno espacial presenta problemas distintos a los de una instalación terrestre. En el vacío no hay aire que transporte el calor de los procesadores; Google investiga, por ello, combinaciones de tubos de calor y radiadores, que ya ensayó en una cámara de vacío térmico.

La radiación también puede alterar los circuitos. Google contó en septiembre que había sometido TPU Trillium a pruebas con un haz de protones en el Crocker Nuclear Laboratory de UC Davis, mientras ejecutaba cargas de inteligencia artificial. La empresa dijo entonces que los resultados iniciales indicaban que esos chips podían soportar una dosis total de radiación ionizante superior a la que recibirían durante una misión espacial de cinco años. Sin embargo, las pruebas orbitales son necesarias para observar el comportamiento del hardware en condiciones reales.

TechCrunch explica que una partícula puede causar un «bit flip»: cambiar un valor almacenado en memoria y corromper datos sin activar necesariamente las herramientas habituales de supervisión. El medio añade que Google había probado sus TPU en aceleradores de partículas en la Tierra y que las pruebas apuntaban a un impacto menor para inferencia que para entrenamiento. Ahora el equipo podrá medir esos efectos en el satélite, en vez de depender únicamente de simulaciones y ensayos de laboratorio.

The Register recoge cifras más específicas de un trabajo de investigación de Google publicado ese mes. En las pruebas de laboratorio, la memoria de alto ancho de banda fue el componente más sensible a la dosis ionizante total y mostró irregularidades tras una dosis acumulada de 2 krad(Si), alrededor de tres veces el mínimo de supervivencia de 750 rad(Si) que Google exige. Para cargas típicas de transformadores, los investigadores estimaron una tasa de corrupción silenciosa de datos de aproximadamente un evento por cada 17 rad. Con una dosis orbital estimada de 150 rad(Si) al año y una inferencia por segundo, calcularon una probabilidad de fallo del orden de una inferencia entre tres millones.

Los investigadores citados por The Register consideraron que esa tasa podría ser aceptable para inferencia, pero dijeron que el efecto de los eventos de efecto único en tareas de entrenamiento y la eficacia de las mitigaciones del sistema requieren más estudio. Las próximas pruebas en órbita deberán aportar datos sobre la exposición real y el funcionamiento sostenido de los chips.

El coste de llevar la computación al espacio

La energía solar abundante no resuelve por sí sola el coste de desplegar y mantener satélites. The Register calculó que los cerca de 20 tokens del haiku costarían alrededor de 0,000012 dólares si se generaran con la API de Google Cloud, usando los precios de Gemma 4 26B de 0,15 dólares por millón de tokens de entrada y 0,60 dólares por millón de tokens de salida, sin contar el coste de entrada en ese cálculo. El gasto de lanzar y operar el satélite es de otra escala, aunque las cifras del medio para ilustrarlo parten de estimaciones.

Para su comparación, The Register supuso una masa de unos 500 kg, tomando como referencia los satélites Starlink de SpaceX, y un precio minorista de lanzamiento de unos 7.000 dólares por kilogramo. A partir de cálculos de Google, el medio indicó que, si el coste de llevar un satélite a órbita baja descendiera a 200 dólares por kilogramo, el coste de lanzamiento repartido durante la vida útil —estimada en unos 810 a 7.500 dólares por kW al año— podría acercarse al gasto eléctrico de centros de datos terrestres en Estados Unidos, calculado entre 570 y 3.000 dólares por kW al año.

The Register señaló que Google considera que SpaceX podría alcanzar ese coste de lanzamiento hacia 2035, y que la empresa ve valor en desarrollar prototipos antes de que ocurra. TechCrunch, por su parte, relacionó las perspectivas de ambas compañías con Starship, el cohete pesado y reutilizable de SpaceX, todavía en desarrollo, que según el medio sería necesario para lanzar sus centros de datos orbitales. También informó de que una inversión significativa de Alphabet, matriz de Google, en SpaceX vincula a las dos empresas.

El siguiente resultado práctico de Suncatcher no será otro poema, sino comprobar si los procesadores resisten las condiciones orbitales y si dos satélites pueden mantener una conexión óptica mientras trabajan. Google apunta a 2027 para esa prueba conjunta; hasta entonces, la respuesta de Gemma 4 confirma una inferencia en órbita, no la viabilidad económica de una red de centros de datos espaciales.

Fuentes: Xataka, Google, TechCrunch, theregister, Google