地球「養(yǎng)不起」英偉達(dá)GPU

新智元報(bào)道

編輯：定慧

【新智元導(dǎo)讀】地球現(xiàn)在連顯卡都供不起了，微軟的GPU插不進(jìn)機(jī)房。英偉達(dá)的H100直接飛向太空。

英偉達(dá)的GPU，地球真的已經(jīng)「供不起了」！

今天看到兩個(gè)新聞，一個(gè)是微軟手里囤了無數(shù)的GPU，但是「插不進(jìn)去」。

另一個(gè)是英偉達(dá)H100 GPU被發(fā)射到太空組建數(shù)據(jù)中心。

這兩個(gè)事情其實(shí)背后都隱藏著一個(gè)深刻問題：

GPU是造出來了，但是配套服務(wù)于GPU，給GPU供電，給GPU散熱的基礎(chǔ)設(shè)施并沒有跟上！

先說微軟的GPU放在庫房里吃灰這件事。

微軟CEO納德拉在與OpenAI奧特曼的訪談中爆出驚人事實(shí)——微軟手中囤積著大量GPU。

卻「沒有足夠電力」讓它們運(yùn)轉(zhuǎn)。

另一個(gè)原因則更為現(xiàn)實(shí)，缺少可以立馬「插入GPU」的數(shù)據(jù)中心。

納德拉坦言：我現(xiàn)在的問題不是芯片不夠，而是沒有能插進(jìn)去的「溫暖機(jī)殼」（Warm Shell）。

所謂「Warm Shell」指的是具備供電與冷卻條件的數(shù)據(jù)中心外殼。

用一個(gè)對(duì)比就能快速理解這個(gè)概念，建筑學(xué)上，相對(duì)Warm Shell則是Cold Shell。

Cold shell指的是建筑結(jié)構(gòu)／外殼基本具備，但室內(nèi)幾乎沒有或只有極少的系統(tǒng)安裝。

Warm Shell則是更準(zhǔn)備好了的狀態(tài)，安裝并可以使用基本的建筑系統(tǒng)，比如散熱系統(tǒng)、暖通空調(diào)（HVAC）、照明、基本電／水／消防系統(tǒng)等。

AI熱潮引發(fā)的芯片競(jìng)賽，如今正受制于最傳統(tǒng)的瓶頸——電力。

美國(guó)電網(wǎng)面臨前所未有的壓力，而科技巨頭則競(jìng)相布局小型核反應(yīng)堆以自救。

與此同時(shí)，奧特曼還提到未來可能出現(xiàn)「能在本地運(yùn)行GPT-5或GPT-6」的低功耗消費(fèi)設(shè)備，這或?qū)氐最嵏铂F(xiàn)有數(shù)據(jù)中心商業(yè)模式。

地球養(yǎng)不起，「發(fā)配」到太空

相比奧特曼提出的低功耗設(shè)備，另一個(gè)新聞則提供了新的思路。

英偉達(dá)借助Starcloud的Starcloud-1的衛(wèi)星，將H100送到太空！

11月2日，星期日，英偉達(dá)首次將H100 GPU送入太空，以測(cè)試數(shù)據(jù)中心在軌道上的運(yùn)行方式。

這款配備80GB內(nèi)存的GPU，比以往任何在太空中飛行的計(jì)算機(jī)都強(qiáng)大一百倍。

支持者認(rèn)為這一想法很合理：

在遠(yuǎn)離地球的太空空曠處，數(shù)據(jù)中心不會(huì)占用寶貴土地，也不需要那么多能源和水來冷卻，也不會(huì)向大氣中排放加劇變暖的溫室氣體。

這次為期三年的任務(wù)將搭乘SpaceX的Bandwagon 4獵鷹9號(hào)（Falcon 9）發(fā)射。

重量為60公斤的Starcloud-1衛(wèi)星將在約350公里高度的非常低軌道繞地飛行。

在那里，它將接收由美國(guó)公司Capella運(yùn)營(yíng)的一隊(duì)合成孔徑雷達(dá)（SAR）地球觀測(cè)衛(wèi)星傳來的數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行實(shí)時(shí)處理，并向地面?zhèn)魉拖ⅰ?/p>

GPU上天的好處

而在太空設(shè)立數(shù)據(jù)中心另一大優(yōu)勢(shì)就是，只需回傳很小部分的數(shù)據(jù)。

下行傳輸合成孔徑雷達(dá)（SAR）數(shù)據(jù)歷來是個(gè)大問題，因?yàn)閿?shù)據(jù)量極其龐大。

但能夠在軌處理就意味著我們只需下行傳輸「洞見」。

什么是洞見？

所謂洞見可能是某艘船在某個(gè)位置以某個(gè)速度朝某個(gè)方向航行。

那只是一小包約1千字節(jié)的數(shù)據(jù)，而不是需要下傳的數(shù)百吉字節(jié)原始數(shù)據(jù)。

簡(jiǎn)單來說，就是讓算法貼近數(shù)據(jù)源頭，在本地完成篩選、融合與推理，僅把高價(jià)值的「信息摘要」回傳。

再簡(jiǎn)單點(diǎn)（但不一定精確），就是數(shù)據(jù)都在外太空處理好，只傳送回來結(jié)論。

這種方式能更好地實(shí)現(xiàn)低時(shí)延響應(yīng)、顯著節(jié)省帶寬與能耗、提升韌性（斷聯(lián)/災(zāi)害場(chǎng)景可持續(xù)運(yùn)行），并降低敏感數(shù)據(jù)外泄風(fēng)險(xiǎn)。

為什么要把GPU送到太空？

和微軟CEO納德拉的煩惱不一樣，Starcloud是主動(dòng)探索這種數(shù)據(jù)中心模式。

就像他們的公司名字一樣，Stra Cloud，太空的數(shù)據(jù)中心。

當(dāng)然這么做的主要驅(qū)動(dòng)力不是為了GPU降溫。

而是地球能源與資源的瓶頸：

地球數(shù)據(jù)中心太耗能了！

到2030年，全球數(shù)據(jù)中心的耗電量預(yù)計(jì)將等于整個(gè)日本的用電量。

同時(shí)，它們每天要消耗海量冷卻用水（1 MW 級(jí)中心≈1000人日用水量）。

相比下來，太空則是有天然優(yōu)勢(shì)。

無限太陽能：軌道上 24 小時(shí)都有陽光，無需電池儲(chǔ)能。

零土地占用：不需要地面建設(shè)，不破壞生態(tài)。

無溫室氣體排放：不依賴化石能源。

歸根到底，還是現(xiàn)在AI的算力需求爆炸。

AI模型越做越大（如GPT、Claude、Gemini等），能源和冷卻成本飛漲，企業(yè)急需新解法。

因此，太空數(shù)據(jù)中心被視為長(zhǎng)期可擴(kuò)展的解決方案。

通過利用低成本、持續(xù)不斷的太陽能，并避免占用土地和使用化石燃料，Starcloud的技術(shù)使數(shù)據(jù)中心能夠快速且可持續(xù)地?cái)U(kuò)展，隨著數(shù)字基礎(chǔ)設(shè)施的發(fā)展，這有助于在保護(hù)地球氣候和關(guān)鍵自然資源的同時(shí)實(shí)現(xiàn)增長(zhǎng)。

那太空能「散熱」嗎？

另一個(gè)值得一提的就是，很多人覺得GPU上天，是因?yàn)榈厍蛱珶幔蘸蒙帷?/p>

其實(shí)不是的。

太空能散熱，但很困難。

太空幾乎沒有空氣，所以不能用風(fēng)扇或液體循環(huán)帶走熱量（這叫對(duì)流散熱）。

對(duì)流散熱指的是「熱的流體（液體或氣體）移動(dòng)，把熱量從一個(gè)地方帶到另一個(gè)地方」的過程。

只剩下輻射散熱這一種方式：

輻射散熱是「物體通過電磁波/紅外波，把熱量以波的形式發(fā)射出去」的過程。

設(shè)備通過紅外輻射向外太空釋放熱量。

散熱效率取決于輻射面積、材料發(fā)射率和溫度。

因此衛(wèi)星或太空GPU需要大面積的散熱板（radiators），設(shè)計(jì)極其關(guān)鍵。

在Starcloud的項(xiàng)目中，這部分被特別強(qiáng)化：

他們?yōu)镠100設(shè)計(jì)了專用熱輻射系統(tǒng)，利用真空中的高溫差和導(dǎo)熱材料實(shí)現(xiàn)散熱。

為了給地球省電、省地、省水，去太空建數(shù)據(jù)中心靠譜嗎？

Starcloud的首席執(zhí)行官兼聯(lián)合創(chuàng)始人約翰斯頓說：

我的預(yù)期是，在十年內(nèi)，幾乎所有新建的數(shù)據(jù)中心都會(huì)建在太空。

原因純粹是我們?cè)陉懙厣厦媾R的能量限制。

約翰斯頓說在太空中唯一的額外成本就是發(fā)射費(fèi)。

發(fā)射成本在每公斤約（美）500 美元時(shí)能夠達(dá)到收支平衡。按每千克計(jì)算，SpaceX的星艦在完全投入運(yùn)營(yíng)后，發(fā)射價(jià)格估計(jì)在150美元到僅10美元不等。

隨著星艦的投入使用，我們預(yù)計(jì)發(fā)射成本會(huì)更低。

Starcloud已經(jīng)在規(guī)劃其下一次任務(wù)，計(jì)劃明年將一個(gè)計(jì)算能力比Starcloud-1強(qiáng)十倍的數(shù)據(jù)中心送入太空。

Starcloud-2任務(wù)將配備英偉達(dá)的Blackwell GPU和若干H100。

約翰斯頓表示，該任務(wù)將提供7千瓦的計(jì)算能力，預(yù)計(jì)為包括地球觀測(cè)衛(wèi)星運(yùn)營(yíng)商客戶提供商業(yè)服務(wù)。

微軟的「沒有溫暖機(jī)殼」，和Starcloud把H100送上天，本質(zhì)上是同一道題。

AI再厲害，算力需求再大，也不能突破物理定律。

參考資料：

https://www.starcloud.com/starcloud-2

https://spectrum.ieee.org/nvidia-h100-space