Все чаще говорят о создании центров обработки данных в космосе в 2025 году. Может ли формироваться последний рубеж цифровой инфраструктуры?

За последний год наблюдалась большая активность в сфере центров обработки данных, поскольку операторы спешат удовлетворить потребности ИИ. Как оказалось, растет и число предлагаемых центров обработки данных — или, по крайней мере, псевдоцентров обработки данных — в самом космосе.

Огромная пустота космоса, которая когда-то была исключительной областью научных исследований и телекоммуникаций, начинает превращаться в новейший рубеж для инфраструктуры центров обработки данных. В последние недели был сделан ряд заявлений о коммерциализации внеземных вычислений, поскольку как орбитальные, так и лунные проекты центров обработки данных продемонстрировали жизнеспособные операции за пределами земной атмосферы.

Среди проектов космических центров обработки данных Red Hat сотрудничает с Axiom Space для запуска Data Center Unit-1 (AxDCU-1) на Международную космическую станцию ​​(МКС) весной 2025 года. Этот прототип позволит протестировать возможности орбитального центра обработки данных для облачных вычислений, искусственного интеллекта/машинного обучения, слияния данных и космической кибербезопасности.

Тем временем компания Lonestar Data Holdings заявляет, что достигла важного рубежа благодаря успешной эксплуатации полезной нагрузки своего центра обработки данных Freedom во время полета на Луну на борту лунного модуля Athena Lunar Lander компании Intuitive Machines.

Усилия Axiom Space и Lonestar Data Holdings являются последними за последние несколько лет по расширению вычислительной мощности за пределы Земли. В августе 2024 года стартап Rotonium привлек 1,1 миллиона долларов для запуска квантового компьютера в космосе.

Полезная нагрузка «центра обработки данных» компании Lonestar Freedom отправляется на Луну на лунном модуле Athena компании Intuitive Machines. Изображение: Intuitive Machines

Определение концепции центра обработки данных в космосе

Среди многих причин интереса к орбитальным центрам обработки данных — потенциал для улучшения устойчивости . Однако определение центра обработки данных в космосе остается изменчивым, сформированным текущими технологическими ограничениями и меняющимися перспективами отрасли.

Председатель правления и генеральный директор Lonestar Data Holdings Кристофер Слотт рассказал Data Center Knowledge , что его фирма работает на основе определений центра обработки данных, принятых в отраслевых стандартах, включая Uptime Institute и Building Industry Consulting Service International (BICSI).

Он отметил, что Uptime Institute определяет центр обработки данных как «физическое местоположение, в котором размещается вычислительное оборудование и аппаратные средства». BICSI определяет центр обработки данных как физическое местоположение, в котором размещается вычислительное оборудование и инфраструктура.

Оба эти определения несколько разрозненны. В конце концов, вычислительная инфраструктура есть почти в каждом доме в США, но Xbox не превращает домохозяйство в центр обработки данных. Аналогично, сегодняшние космические центры обработки данных не являются полномасштабными развертываниями с тысячами или десятками тысяч серверов. Однако они примечательны тем, что расширяют вычислительную, складскую и обрабатывающую мощность за пределы одного узла, что знаменует начало нового рубежа центров обработки данных.

Строительные блоки в космической гонке центров обработки данных

Слотт сказал, что в развертывании Lonestar Data Holdings «центр обработки данных» на Луне имеет современный чип FPGA, работающий на RISC-V и работающий на двух типах Linux: Yamato и Ubuntu. Систему, возможно, лучше определить как периферийный центр обработки данных , потенциально обеспечивающий возможности «аварийного восстановления как услуги».

С учетом развертывания Axiom Space и Red Hat термин «центр обработки данных» может оказаться не совсем уместным, по крайней мере, в традиционном смысле.

«AxDCU-1 — это строительный блок для крупномасштабных орбитальных центров обработки данных (ODC), поэтому его называют «блоком», а не «центром», — рассказал изданию Data Center Knowledge Джейсон Аспиотис, глобальный директор по космическим данным и безопасности компании Axiom Space .

Аспиотис объяснил, что AxDCU-1 похож на небольшой наземный сервер данных. Он добавил, что Axiom Space развертывает его на МКС, чтобы отточить базовые компоненты для более масштабных ODC, а также продемонстрировать, как эти системы могут поддерживать спутники и космические аппараты с хранением и обработкой данных в космосе.

Axiom Space планирует в ближайшие годы развернуть более крупную инфраструктуру ODC, которая будет больше похожа на наземные центры обработки данных с точки зрения полезности и мощности. Цель состоит в том, чтобы разработать и ввести в эксплуатацию облачные регионы наземного уровня на низкой околоземной орбите (LEO).

Космические центры обработки данных пока не являются крупномасштабными развертываниями, но представляют собой начало нового рубежа в вычислительной, накопительной и обрабатывающей мощности. Изображение: Alamy

Проблемы развертывания космических центров обработки данных

В устройстве Axiom Space AxDCU-1 основным программным компонентом является технология Red Hat Device Edge.

Тони Джеймс, главный архитектор научно-космического подразделения Red Hat, рассказал Data Center Knowledge , что технология создана для удаленных сред с ограниченными ресурсами, что делает ее идеальной для развертывания AxDCU-1 на орбите, где традиционная ИТ-поддержка недоступна.

Джеймс отметил, что космос представляет собой сложнейшую задачу для периферийных вычислений: ограниченная пропускная способность, экстремальные условия и отсутствие возможности сбоя.

«Чтобы обеспечить устойчивость и автономность, платформа включает в себя автоматизированные откаты и возможности самовосстановления посредством дельта-обновлений и мониторинга работоспособности», — сказал Джеймс. «Эти функции позволяют системе обнаруживать сбои и возвращаться в стабильное состояние без вмешательства человека, что является важнейшей мерой безопасности в космосе».

Что можно сделать с центром обработки данных в космосе?

При развертывании Axiom Space первоначальные рабочие нагрузки будут небольшими, но их можно будет масштабировать до гораздо более крупной инфраструктуры ODC, которую компания планирует развернуть в ближайшие годы.

«Red Hat Device Edge обеспечивает безопасную обработку данных с низкой задержкой непосредственно на МКС, позволяя приложениям работать там, где генерируются данные», — сказал Джеймс. «Используя модели AI/ML на периферии, мы можем оптимизировать автономные операции, анализировать большие наборы данных в режиме реального времени и обеспечивать интеллектуальное принятие решений, не полагаясь на инфраструктуру на Земле».

Lonestar, тем временем, более конкретно рассматривает использование своих развертываний для целей резервного копирования и восстановления данных. Слотт сказал, что первые клиенты хранят нерегулируемые зашифрованные данные в качестве теста аварийного восстановления . Как оказалось, задержка времени, которая требуется данным для доставки на Луну/обратно, является чистым положительным фактором.

«Задержка — наш друг… она делает нас более защищенными, [и] это означает, что не нужно использовать TCP/IP для подключения», — сказал Слотт. Руководитель также не считает предложение своей фирмы конкурентоспособным по сравнению с Axiom Space. Скорее, он рассматривает его как дополнение. 

«Ближе к Земле вы смотрите на приложения с низкой задержкой и обработку для наземных рынков», — сказал Слотт. «Мы находимся далеко от Земли — в 384 000 км, в отличие от 400 км на низкой околоземной орбите. Мы сосредоточены на хранении данных для наземных рынков».

Момент «Китти Хок» для космических центров обработки данных?

Lonestar Data Holdings описала развертывание своего так называемого лунного центра обработки данных как «момент Китти-Хок». Это относится к первому полету человека с двигателем, который состоялся в Китти-Хок, Северная Каролина, в 1903 году.

«Для нас это момент Kitty Hawk, поскольку мы протестировали оборудование и программное обеспечение на первом центре обработки данных, предназначенном для того, чтобы покинуть планету и работать в глубоком космосе и на Луне», — сказал Слотт. «Мы достигли всех наших технических целей, вау, мы можем двигаться вперед с уверенностью».

Слотт отметил, что программно-определяемый центр обработки данных его компании ранее тестировался на МКС в декабре 2021 года и апреле 2022 года. Внедрение технологии на поверхность Луны выводит ее на новый уровень, но предстоит еще долгий путь.

Слотт отметил, что его компания планирует запустить в будущем центры обработки данных большей емкости.

«Точно так же, как самолет Wright Flyer в Китти-Хок не был Boeing 787, так и наш первый центр обработки данных за пределами планеты — это не гигант размером с футбольный стадион», — сказал он.