«Blue marble below / Data streams in silent grace / Starlight feeds my core». Questo haiku è stata la prima risposta ricevuta da Google dal suo satellite prototipo di Project Suncatcher, generata in orbita da Gemma 4 con una TPU di categoria da centro dati. L’azienda ha annunciato il risultato il 30 ottobre: il dispositivo aveva elaborato un’istruzione inviata da una stazione a terra e restituito la poesia mentre passava vicino a Svalbard, in Norvegia.
La dimostrazione ha una portata limitata e verifica un aspetto specifico. Google è riuscita a eseguire un’inferenza di intelligenza artificiale nello spazio con uno dei suoi processori specializzati e a riceverne il risultato sulla Terra. Questo non significa che abbia avviato un centro dati orbitale: il prototipo è dotato di quattro TPU, ma può accenderne solo una alla volta e per brevi periodi. TechCrunch quantifica questa finestra in circa 20 minuti.
I nostri chip hanno ufficialmente conquistato le loro ali spaziali: un risultato importante nel lungo percorso che ci attende per questa ambiziosa impresa cosmica.
— Travis Beals, senior director di Paradigms of Intelligence
Una risposta in orbita, dopo settimane di messa in servizio
Google ha lanciato il satellite il 1° ottobre nell’ambito di Project Suncatcher, la sua iniziativa di ricerca per studiare se sia possibile ampliare la capacità di calcolo dell’intelligenza artificiale nello spazio. La missione è stata realizzata in collaborazione con Planet e ha viaggiato a bordo di un lancio condiviso di SpaceX. TechCrunch riferisce che il razzo Falcon 9 ha trasportato, insieme al dispositivo di Google, più di 100 veicoli spaziali.
Prima di generare la poesia, il team ha completato nell’arco di diverse settimane una lista di attività di messa in servizio, che comprendeva l’accensione del sistema host e dei moduli TPU e l’esecuzione di test iniziali di apprendimento automatico. Google ha descritto la prima risposta come il suo traguardo «Hello World»: un messaggio prodotto da un modello open Gemma 4 già caricato sul satellite.
Durante una finestra di comunicazione con una stazione a terra, i ricercatori hanno inviato l’istruzione di scrivere un haiku sullo stare nello spazio. Il testo è arrivato mentre il satellite passava sopra Svalbard. In seguito, il team ha provato limerick a tema spaziale e richieste per consultare la telemetria e lo stato tecnico dei sistemi del carico utile. TechCrunch ha aggiunto che un portavoce di Google ha descritto il funzionamento del satellite come nominale.
Il dispositivo genera fino a 1 kW di elettricità, secondo TechCrunch. Questo dato aiuta a capire perché il test sia ancora lontano dai carichi di lavoro che richiederebbe una rete di centri dati: il fabbisogno energetico delle TPU limita l’uso a un chip alla volta e per brevi periodi. L’azienda presenta il satellite come un prototipo di ricerca, non come un’infrastruttura commerciale operativa.
La scommessa: satelliti che elaborano insieme
Project Suncatcher esplora un’architettura distribuita: più satelliti dotati di processori che comunicano tra loro tramite collegamenti ottici per eseguire attività di intelligenza artificiale. Google sostiene che, in orbita bassa, i pannelli solari potrebbero ricevere luce quasi costante e produrre fino a otto volte più energia rispetto a pannelli equivalenti sulla Terra. Si tratta di una stima relativa a una possibilità futura, non di una capacità dimostrata dal prototipo attuale.
A settembre, prima del lancio, Google ha spiegato che le versioni future potrebbero trasportare decine di TPU per satellite e operare in gruppi. Per coordinare l’elaborazione, ogni dispositivo dovrebbe conoscere la propria posizione e quella dei satelliti vicini, con comunicazioni laser ad ampia larghezza di banda su brevi distanze. L’azienda ha descritto la precisione necessaria come paragonabile a colpire una moneta da miglia di distanza mentre entrambi i punti sono in movimento.
Il piano annunciato da Google e quello riportato da TechCrunch prevedono per il 2027 il test di due satelliti interconnessi. Google lo considera la prossima tappa per studiare il funzionamento di questi collegamenti. TechCrunch aggiunge che i dispositivi consentirebbero di testare una maggiore generazione di energia e le connessioni ottiche tra satelliti. L’azienda non ha ancora dimostrato che una rete del genere possa sostenere carichi di lavoro distribuiti su larga scala.
TechCrunch distingue l’approccio di Suncatcher da altre proposte di centri dati orbitali: secondo la testata, Google punta sui collegamenti tra satelliti per condividere l’elaborazione, mentre Starcloud e Cowboy Space prevedono di eseguire inferenze su singoli dispositivi. La testata osserva inoltre che SpaceX intende utilizzare collegamenti laser, sebbene i suoi satelliti orbiterebbero troppo distanti tra loro per condividere efficacemente l’elaborazione.
Radiazioni, calore e limiti dell’hardware
La prossima fase dei test si concentrerà sulla risposta delle TPU allo stress termico e alle radiazioni durante il funzionamento in orbita. L’ambiente spaziale presenta problemi diversi da quelli di un impianto terrestre. Nel vuoto non c’è aria che trasporti il calore dei processori; per questo Google sta studiando combinazioni di tubi di calore e radiatori, già testate in una camera a vuoto termico.
Le radiazioni possono anche alterare i circuiti. A settembre Google ha raccontato di aver sottoposto le TPU Trillium a test con un fascio di protoni presso il Crocker Nuclear Laboratory di UC Davis, mentre eseguivano carichi di lavoro di intelligenza artificiale. All’epoca l’azienda ha dichiarato che i risultati iniziali indicavano che quei chip potevano sopportare una dose totale di radiazioni ionizzanti superiore a quella che avrebbero ricevuto durante una missione spaziale di cinque anni. Tuttavia, i test in orbita sono necessari per osservare il comportamento dell’hardware in condizioni reali.
TechCrunch spiega che una particella può causare un «bit flip»: modificare un valore memorizzato e corrompere i dati senza necessariamente attivare i consueti strumenti di monitoraggio. La testata aggiunge che Google aveva testato le proprie TPU con acceleratori di particelle sulla Terra e che i test indicavano un impatto minore sull’inferenza rispetto all’addestramento. Ora il team potrà misurare questi effetti sul satellite, anziché basarsi unicamente su simulazioni e test di laboratorio.
The Register riporta dati più specifici tratti da uno studio di ricerca di Google pubblicato nello stesso mese. Nei test di laboratorio, la memoria ad ampia larghezza di banda è risultata il componente più sensibile alla dose totale di radiazioni ionizzanti e ha mostrato anomalie dopo una dose cumulativa di 2 krad(Si), circa tre volte il minimo di sopravvivenza di 750 rad(Si) richiesto da Google. Per i carichi di lavoro tipici dei transformer, i ricercatori hanno stimato un tasso di corruzione silenziosa dei dati di circa un evento ogni 17 rad. Con una dose orbitale stimata di 150 rad(Si) all’anno e un’inferenza al secondo, hanno calcolato una probabilità di errore pari a circa un’inferenza su tre milioni.
I ricercatori citati da The Register hanno ritenuto che questo tasso potrebbe essere accettabile per l’inferenza, ma hanno affermato che l’effetto degli eventi a effetto singolo sulle attività di addestramento e l’efficacia delle misure di mitigazione del sistema richiedono ulteriori studi. I prossimi test in orbita dovranno fornire dati sull’esposizione reale e sul funzionamento prolungato dei chip.
Il costo di portare la capacità di calcolo nello spazio
L’abbondanza di energia solare non risolve da sola il costo di dispiegamento e manutenzione dei satelliti. The Register ha calcolato che i circa 20 token dell’haiku costerebbero all’incirca 0,000012 dollari se generati con l’API di Google Cloud, usando i prezzi di Gemma 4 26B pari a 0,15 dollari per milione di token in ingresso e 0,60 dollari per milione di token in uscita, senza conteggiare in questo calcolo il costo dell’input. La spesa per lanciare e gestire il satellite è di tutt’altra entità, anche se le cifre riportate dalla testata a titolo esemplificativo si basano su stime.
Per il confronto, The Register ha ipotizzato una massa di circa 500 kg, prendendo come riferimento i satelliti Starlink di SpaceX, e un prezzo al dettaglio di lancio di circa 7.000 dollari per chilogrammo. Sulla base dei calcoli di Google, la testata ha indicato che, se il costo per portare un satellite in orbita bassa scendesse a 200 dollari per chilogrammo, il costo di lancio ripartito sull’intera vita utile — stimato tra circa 810 e 7.500 dollari per kW all’anno — potrebbe avvicinarsi alla spesa per l’elettricità dei centri dati terrestri negli Stati Uniti, calcolata tra 570 e 3.000 dollari per kW all’anno.
The Register ha osservato che, secondo Google, SpaceX potrebbe raggiungere questo costo di lancio entro il 2035 e che l’azienda ritiene utile sviluppare prototipi prima che ciò accada. TechCrunch, dal canto suo, ha collegato le prospettive delle due aziende a Starship, il razzo pesante e riutilizzabile di SpaceX, ancora in fase di sviluppo, che secondo la testata sarebbe necessario per lanciare i suoi centri dati orbitali. Ha inoltre riferito che un investimento significativo di Alphabet, la società madre di Google, in SpaceX lega le due aziende.
Il prossimo risultato concreto di Suncatcher non sarà un’altra poesia, ma la verifica della resistenza dei processori alle condizioni orbitali e della capacità di due satelliti di mantenere una connessione ottica mentre lavorano. Google punta a effettuare questo test congiunto nel 2027; fino ad allora, la risposta di Gemma 4 conferma un’inferenza in orbita, non la fattibilità economica di una rete di centri dati spaziali.
Fonti: Xataka, Google, TechCrunch, theregister, Google
