فناوری نوظهور رایانش فضایی با بهره گیری از پردازش مداری و دیتاسنترهای مستقر در ماهواره ها، به دنبال حل چالش های انتقال داده و بهینه سازی سرعت پاسخگویی در ماموریت های فضایی است.
مقدمه ای بر رایانش فضایی و پردازش مداری
با این همه سر و صدایی که درباره مرکز داده های فضایی راه افتاده، هنوز تعداد خیلی زیادی GPU اون بالا نیست. اما با تغییر این وضعیت، حوزه رایانش فضایی و پردازش مداری داره کم کم شکل می گیره.
بزرگترین کلاستر پردازشی که در حال حاضر در مداره، توسط شرکت کانادایی Kepler Communications در دی ماه 1402 پرتاب شده و حدود 40 پردازنده لبه Nvidia Orin روی 10 ماهواره عملیاتی داره که همشون با لینک های ارتباط لیزری به هم وصل شدن.
این شرکت حالا 18 تا مشتری داره و روز دوشنبه جدیدترین مشتری خودش رو معرفی کرد: Sophia Space؛ استارتاپی که قراره نرم افزار کامپیوتر مداری منحصربه فردش رو روی منظومه ماهواره ای Kepler تست کنه.
کارشناس ها انتظار دارن که تا دهه 1410 شمسی (دهه 2030 میلادی) خبری از مراکز داده بزرگ مقیاس مثل پروژه های ساخت مراکز داده فضایی که SpaceX یا Blue Origin تصور می کنن، نباشه. اولین قدم در رایانش فضایی، پردازش داده هایی هست که در مدار جمع آوری می شن تا قابلیت های حسگرهای فضایی که شرکت های خصوصی و سازمان های دولتی ازشون استفاده می کنن، بهتر بشه.
مینا متری، مدیرعامل شرکت، به TechCrunch می گه که Kepler خودش رو یه شرکت مرکز داده نمی بینه، بلکه به عنوان زیرساختی برای اپلیکیشن های فضایی می شناسه. این شرکت می خواد لایه ای باشه که سرویس های شبکه را برای پلتفرم های رایانش فضایی دیگر در فضا، یا پهپادها و هواپیماهای توی آسمون فراهم می کنه.
رایانش فضایی؛ چالش ها و فرصت ها
از طرف دیگه، Sophia داره کامپیوترهای فضایی با سیستم خنک کننده غیرفعال (Passive) می سازه که می تونه یکی از چالش های اصلی مراکز داده بزرگ مقیاس در مدار رو حل کنه: یعنی جلوگیری از داغ شدن بیش از حد پردازنده های قدرتمند بدون نیاز به ساخت و پرتاب سیستم های خنک کننده فعال سنگین و گرون قیمت برای رایانش فضایی.
در این همکاری جدید، Sophia سیستم عامل اختصاصی خودش رو روی یکی از ماهواره های Kepler آپلود می کنه و سعی می کنه اون رو روی 6 تا GPU در دو فضاپیما اجرا و تنظیم کنه. این جور فعالیت ها در مراکز داده زمینی کاملا عادیه، اما این اولین باریه که قراره در مدار امتحان بشه. اطمینان از کارکرد درست نرم افزار در مدار، یه مرحله حیاتی برای کاهش ریسک Sophia قبل از اولین پرتاب ماهواره اش در اواخر سال 1406 خواهد بود.
برای Kepler، این همکاری به اثبات کاربردی بودن شبکه اش کمک می کنه. در حال حاضر، این شرکت داده هایی رو که از زمین آپلود شدن یا توسط تجهیزات روی فضاپیماهای خودش جمع آوری شدن، جابه جا و پردازش می کنه. اما با پخته تر شدن این صنعت، شرکت انتظار داره که اتصال به ماهواره های شخص ثالث رو برای ارائه سرویس های شبکه و پردازش شروع کنه.
متری می گه شرکت های ماهواره ای الان دارن دارایی های آینده شون رو بر اساس این مدل برنامه ریزی می کنن و به مزایای برون سپاری پردازش برای حسگرهای پرمصرف تر، مثل رادارهای دهانه مصنوعی (SAR) اشاره می کنه. ارتش آمریکا یکی از مشتری های کلیدی این نوع کارهاست، چون داره سیستم دفاع موشکی جدیدی رو توسعه می ده که بر پایه شناسایی و ردیابی تهدیدها توسط ماهواره هاست. Kepler قبلا در یک دمو برای دولت آمریکا، لینک لیزری فضا به هوا رو با موفقیت نشون داده که پیش زمینه ای برای رایانش فضایی پیشرفته است.
این نوع پردازش لبه (Edge Computing) یعنی سر و کار داشتن با داده ها همون جایی که جمع آوری می شن برای سرعت پاسخگویی بالاتر همون جاییه که مراکز داده مداری در ابتدا ارزش خودشون رو ثابت می کنن. این دیدگاه، Sophia و Kepler رو از شرکت های بزرگ فضایی مثل SpaceX و Blue Origin، یا استارتاپ هایی مثل Starcloud و Aetherflux که دارن سرمایه های کلانی برای تمرکز روی مراکز داده بزرگ مقیاس با پردازنده های سبک دیتاسنتری جذب می کنن، متمایز می کنه و به آینده رایانش فضایی کمک می کند.
متری به TechCrunch گفت: «چون ما معتقدیم موضوع بیشتر روی استنتاج (Inference) هست تا آموزش (Training)، ما به دنبال GPUهای توزیع شده تری هستیم که کار استنتاج رو انجام بدن، نه یک GPU فوق قدرتمند که ظرفیت حجم کاری آموزش رو داشته باشه. اگه این وسیله چندین کیلووات برق مصرف کنه و شما فقط 10 درصد مواقع ازش استفاده کنید، اون قدرها مفید نیست. در مورد ما، GPUهای ما 100 درصد مواقع در حال کار هستن.»
و وقتی این فناوری ها در مدار ثابت بشن، خب، هر اتفاقی ممکنه بیفته. راب دمیلو، مدیرعامل Sophia، اشاره می کنه که هفته گذشته ایالت ویسکانسین ممنوعیتی برای ساخت مرکز داده وضع کرده، چیزی که برخی از قانون گذاران در کنگره هم دارن دنبالش می کنن. از نظر اون ها، هر چیزی که مراکز داده روی زمین رو محدود کنه، جایگزین های رایانش فضایی رو جذاب تر می کنه.
دمیلو با تامل گفت: «دیگه مرکز داده ای توی این کشور نمی مونه. از اینجا به بعد دیگه اوضاع عجیب و غریب می شه.»
توسعه زیرساخت های پردازشی در مدار نه تنها سرعت تحلیل داده های ماهواره ای را افزایش می دهد، بلکه با رفع محدودیت های فیزیکی و قانونی روی زمین، افق های جدیدی را برای استارتاپ های تکنولوژی و سازمان های دفاعی ترسیم می کند.
