なぜテック企業はAIデータセンターを宇宙に置こうと競っているのか

長年にわたり、人工知能がその計算力をどこから得るのかという問いへの答えは同じだった。安価な土地と利用可能な電力の近くにある広大な倉庫だ。今、成長しつつあるエンジニア、創業者、投資家の一群は、そのインフラを土地がまったくない場所——軌道——へ移そうとしている。彼らの主張の根拠は、現代コンピューティングにおける最も厄介な2つの制約、すなわち電力と冷却にある。

この問いはSFのように聞こえるが、テクノロジー業界の最大手企業の一部はそれをエンジニアリングのロードマップとして扱っている。初期のハードウェアはすでに宇宙にあり、より多くをそこに置くべきだという主張は、業界の最高レベルで公然と交わされている。

AIが直面する電力の圧迫

AIモデルを訓練し実行するチップは極めて電力を消費し、現在建設中または計画段階にある新規データセンターの波は、既存の送電網に深刻な負荷をかけると予想されている。データセンターだけで、現在から2030年までの米国の電力需要増加のほぼ半分を占めると見込まれており、この数字は電力会社、規制当局、テクノロジー企業が今後10年をどう計画するかを一変させた。

この圧力こそが軌道コンピューティング構想の根源である。地上の電力問題が十分迅速に解決できないのであれば、計算を電力が本質的に無料で常に利用可能な場所へ移せばよい、という理屈だ。

軌道が計算を変える理由

宇宙では、AIサーバーを動かす太陽光が不足することはない。適切な軌道では、太陽エネルギーは事実上連続しており、そこに届く光は、天候、季節、昼夜のサイクルがすべて集光を妨げる地上に届く光よりも強い。砂漠の太陽光発電所とは異なり、軌道プラットフォームは日の出を待つ必要がなく、地上の太陽光設備の建設と維持を非常に高コストにしているバッテリー群も必要としない。

電源がハードウェアとともに移動するため、軌道データセンターは地上の送電網にまったく依存しない——エネルギー消費が電力会社の供給能力を上回っていると繰り返し指摘されるテクノロジーセクターにとって魅力的な見通しである。

太陽エネルギーの8倍

推進派が主張する優位性の規模は大きい。軌道コンピューティングの主張によれば、宇宙の太陽光パネルは地上の同等のパネルの約8倍のエネルギーを集められる。この差は、大気による減衰、雲量、夜間の停止時間がないことから生じる。その結果、安定を保つのにごくわずかな蓄電しか必要としない電力供給が実現し、地上のあらゆる再生可能エネルギー設備で最も高コストな構成要素の一つが不要になる。

結果を地上へ送信

計算は軌道で行われるが、答えは地球上の顧客に届かなければならない。追求されているモデルでは、軌道チップ上で動作するAIモデルの出力は、レーザーまたは無線リンクで地上へ送信される。支持者たちは長期的なビジョンを、地球を周回する太陽光発電コンピューティング群——途切れない太陽光を利用し、結果を地上へ送り返すモジュール式のプロセッサクラスター——として描いている。

Bezos、Musk、そして投資家の波

この概念は、昨年イタリアでの炉辺談話でJeff Bezosが言及したことをきっかけに、投機的な噂話から主流の議論へと移行した。データセンターは、太陽光発電が24時間利用可能なため、宇宙に建設する方が優れていると彼は主張した。Amazonの創業者からのこの発言は、それまで欠けていた信頼性をこのアイデアに与えた。

それは投資コミュニティとスタートアップの間で急速に広がり、その多くが地上の選択肢を欠いた業界にとって軌道コンピューティングが自然な次のステップだと売り込み始めた。Elon Muskが宇宙ベースのコンピューティングをSpaceXの主要な野心とし、同社の打ち上げ能力を大気圏上でのデータ処理という将来市場に結びつけたことで、この物語はさらに勢いを増した。

主要な打ち上げ事業者、資金豊富な創業者、次のプラットフォームシフトを探すベンチャーマネー——この組み合わせが、軌道データセンターに白書を飛行計画表に変えるような後ろ盾を与えている。

試験は始まっている

最初の具体的な実験が現在進行中である。Googleは自社開発のTensor処理ユニット、すなわちTPUを4基、宇宙空間でのコンピューティング概念を実環境で試験するために軌道へ打ち上げた。これらのチップは、Planet Labsが運用する太陽光発電衛星に搭載されて地球を周回している。

ハードウェアは10月1日、無人のSpaceX Falcon 9ロケットで宇宙に到達した。Googleの親会社であるAlphabetはSpaceXに820億ドル相当の出資を行っており、この関係は打ち上げ業界、AI業界、軌道コンピューティングの命題がいかに密接に絡み合っているかを示している。

Googleにとって、この飛行は控えめだが意味のある実験である。少数のプロセッサを使って、AIシリコンが大気の保護の外でどのように振る舞い、性能を発揮するかのデータを収集するのだ。

軌道データセンターへの反論

このアイデアには懐疑論者が少なくない。批評家は、打ち上げコスト、ハードウェアの耐環境化、保守がすべて積み重なり、地上施設なら負わなくてよい請求額になるとし、経済性は依然として厳しいと主張する。プロセッサを軌道に運ぶのは高コストであり、ひとたびそこに置かれれば、交換部品を持った技術者による保守はできない。

想定される利点の一部も攻撃にさらされている。宇宙空間の真空で運用する自然な利点としてしばしば挙げられる冷却の容易さは、批評家によれば、より精査すると崩れる。熱は真空で単に消えるのではなく、放射によって逃がさなければならず、それは一見したよりもはるかに厳しいエンジニアリング上の問題である。

言い換えれば、この議論は決着していない。連続した太陽光による節約が、想像しうる最も過酷な環境の一つで高度な電子機器を打ち上げ、運用するコストを上回るかどうかへの賭けなのだ。

次に来るもの

明らかなのは、軌道コンピューティングが実際に機能しうるかを突き止めようとする動きが始まったばかりだということだ。主要テクノロジー企業がこの概念に投資し、成長しつつあるスタートアップ群が技術を試験し、最初のプロセッサはすでに頭上を周回している。

現在飛行中の試験は、それ自体で経済性を決着させることはないが、より狭く差し迫った問いには答えるだろう。AIチップが軌道上でそもそも信頼性をもって動作すると期待できるか、という問いである。もし可能なら、議論はデータセンターを宇宙に置くべきかどうかから、どれだけ早くそこに建設できるかへと移る。

この記事はFast Companyの報道に基づいています。元記事を読む。