Resumo:
O Google está prestes a ir para o céu. Pichai anunciou em uma longa postagem que o primeiro teste em órbita do projeto Suncatcher será lançado no dia 1º de outubro, com potência computacional aproximadamente igual à de um servidor em solo.
Já em novembro do ano passado, o Google já havia divulgado o projeto Suncatcher.
É definido como uma "pesquisa de longo prazo" do Google, com o objetivo de explorar como colocar poder computacional no espaço para operação em larga escala. Naquela época, o Google anunciou que estava cooperando com a empresa de satélites Planet e planejava lançar dois protótipos de satélites no início de 2027 para verificar essa ideia e se os satélites poderiam se comunicar entre si por meio de lasers.
Diz-se que o fim do poder da computação é a energia. Se colocado no espaço, não só poderá receber energia solar mais forte por muito tempo, mas também não precisará construir um data center para o servidor.
No entanto, tudo isso é apenas uma aparência. Por trás do Suncatcher, há na verdade uma interseção entre a fantasia romântica definitiva que o Google tinha quando foi fundado e a atual realidade empresarial baseada em IA.
Que tipo de projeto é esse?
Para ser mais preciso, o que o Google enviou para o céu desta vez foi um satélite de codinome MVP (Produto Mínimo Viável, Produto Mínimo Viável). Ele viajou na missão Transporter-18 da SpaceX e foi lançado por um foguete Falcon 9 da Base da Força Espacial de Vandenberg, na Califórnia. Ele entrou em uma órbita baixa da Terra que é quase sempre iluminada pela luz solar.
O satélite tem aproximadamente o tamanho de uma geladeira e a plataforma do satélite é fornecida pela Planet Labs, uma empresa de imagens de satélite de São Francisco.
O satélite está equipado com quatro TPUs desenvolvidas pelo Google, e o poder de computação combinado é aproximadamente equivalente a um servidor em um data center terrestre.
Alimentado por painéis solares, a produção é de cerca de 1 quilowatt, o que é quase suficiente para um forno de micro-ondas ou um secador de cabelo. O plano do Google é que o Suncatcher funcione por cerca de um ano. O próprio satélite pode permanecer em órbita por até 6 anos antes de reentrar na atmosfera e queimar.
Pichai disse que esta missão é principalmente testar o desempenho e a dissipação de calor do hardware para ver se o TPU pode suportar as três principais barreiras de emissão, radiação e dissipação de calor.
A órbita também é fundamental.
MVP entrou em uma "órbita sincronizada com o sol do amanhecer-anoitecer" (SSO do amanhecer-anoitecer). Ele permite que o satélite voe sempre próximo à linha crepuscular da Terra e seja iluminado pela luz solar quase o tempo todo.
No terreno, os painéis solares são limitados pela intensidade da luz, dia e noite, dias nublados e chuvosos. Mas é diferente no espaço sideral. A radiação da energia solar é mais forte. A eletricidade que um mesmo painel pode emitir pode ser até 8 vezes maior que a do solo e pode fornecer alimentação quase contínua.
O Google planeja usar 81 satélites para formar uma matriz com um raio de cerca de 1 quilômetro e uma altitude orbital média de cerca de 650 quilômetros e, em seguida, usar links inter-satélites de laser (comunicações ópticas no espaço livre) para reuni-los em um cluster de computação.
Embora haja muito espaço em órbita, esses satélites ainda precisam ser “comprimidos”. Isto porque, para que o poder da computação espacial seja igual ao dos centros de dados terrestres, as comunicações entre os satélites devem ser rápidas e estáveis.
Atualmente, a velocidade dos links de laser entre satélites está geralmente entre 1 e 100 gigabits por segundo, e eles são projetados para "longas distâncias e baixa largura de banda".
Mas não se esqueça de que o objetivo principal do Google é treinar IA, portanto, essa matriz requer “distância extremamente curta e largura de banda extremamente alta”.
De acordo com as previsões do Google, para executar o treinamento distribuído, um único link precisa atingir uma largura de banda agregada de 10 terabits por segundo. À medida que a distância se aproxima, a potência óptica recebida necessária cai significativamente.
A precisão é quase equivalente a ter dois satélites de alta velocidade apontados um para o outro, do tamanho de uma moeda, a vários quilômetros de distância.
Como mencionado anteriormente, os engenheiros do Google precisam superar três obstáculos para enviar chips de IA ao espaço.
O primeiro nível é o lançamento em si. Demora cerca de 10 minutos para o foguete voar para o céu. O satélite sofrerá aceleração contínua. Alguns componentes podem suportar instantaneamente de 50 a 100 vezes a aceleração da gravidade e também devem sobreviver a vibrações severas.
Antes do lançamento, a equipe testou o satélite em três eixos para simular a frequência de vibração do foguete.
O segundo nível é a radiação.
Os raios cósmicos e a atividade solar no espaço podem causar "bit flips" em componentes eletrônicos. Isso significa que uma colisão de uma única partícula pode mudar um pouco de 0 para 1, causando erros de cálculo.
Para combater a radiação, o Google colocou o TPU no acelerador da Universidade da Califórnia, em Davis, bombardeou-o com um feixe de prótons de 67 MeV e deixou-o executar tarefas de IA.
Resultados preliminares mostram que o chip resistiu a uma dose de radiação equivalente a uma missão de mais de 5 anos.
No entanto, ainda existem alguns erros incorrigíveis na memória de vídeo. O Google disse que esta taxa de erro é “provavelmente aceitável para inferência”. Quanto ao impacto na formação, é necessária investigação contínua.
O terceiro nível é a dissipação de calor.
O espaço é um vácuo, não há convecção de ar, os ventiladores são completamente inúteis e os chips de IA geram muito calor.
Portanto, o plano do Google é usar uma camada de "material de interface térmica" deformável para conectar o chip a um tubo de calor feito de alumínio e cobre e, em seguida, conduzir o calor para um dissipador de calor para irradiar para o espaço.
O problema é que o dissipador de calor tem capacidades limitadas. Portanto, neste teste, o TPU só pôde funcionar de forma intermitente, por cerca de 15 minutos de cada vez, e teve que desligar após funcionar para esperar que o dissipador de calor dissipasse o calor.
O Google executará o modelo Gemini neste satélite para testes, mas não conseguirá fazê-lo funcionar continuamente.
O projeto é liderado por Travis Beals, diretor sênior do Google, cujo departamento se chama "Paradigmas de Inteligência".
Pichai enfatizou que este é um trampolim para o "data center orbital" e não um lançamento de produto.
Em 2027, o Google também planeja lançar mais dois protótipos de satélites para verificar especificamente links de laser entre satélites.
Quanto ao momento em que o Suncatcher passará de um “projeto” a um “produto”, Pichai disse que isso terá que esperar muitos anos.
Qual é a motivação para tudo isso?
Não é nenhum segredo o quanto o treinamento e a execução de modelos grandes exigem muita energia.
Em 2026, todos os fabricantes de data centers em hiperescala do mundo estarão em busca de eletricidade em todo o mundo. Dos corredores do data center da Virgínia, EUA, até a Irlanda. Há quase toda a eletricidade no solo que pode ser obtida.
A ideia do Google é que, em vez de competir por eletricidade, terra e água no solo, é melhor procurar oportunidades no espaço sideral.
Além da energia solar em si, não há residentes, nem terras agrícolas, nem oposição da comunidade no espaço. Também elimina o incômodo de construir um data center para servidores, conectá-los à rede elétrica e consumir água para resfriamento.
O Google afirmou no artigo que a produção de energia do sol é mais de 100 bilhões de vezes a eletricidade total gerada pela humanidade.
Outra característica importante do Suncatcher é sua modularidade.
Em muitas obras de ficção científica, os centros de pesquisa espacial são geralmente "megaestruturas" muito grandes e cheias de computadores.
Mas o Google não escolheu essa abordagem. E esta solução “integrada” foi discutida especificamente no artigo. A conclusão é que esta estrutura deve ser montada no local por humanos ou robôs no espaço. Evitar colisões é mais problemático e os requisitos de resistência estrutural também aumentarão o peso e a complexidade.
A escolha do Google é usar um lote de satélites menores para voar em formação muito próxima.
O benefício disso é a escalabilidade. Se precisar de mais poder computacional, basta enviar mais alguns satélites. Em teoria, você pode empilhá-los infinitamente como blocos de construção até que toda a zona orbital da manhã e da noite seja preenchida.
Teoricamente faz sentido, mas não significa que seja economicamente viável.
O Google fez alguns cálculos e descobriu que o custo de enviar um quilograma de carga útil para a órbita baixa da Terra é de aproximadamente US$ 1.500 a US$ 2.900. No entanto, este preço é apenas uma ideia. A situação específica depende da demanda de lançamento naquele momento. O custo real só pode ser maior.
O Google disse que para o Suncatcher realmente funcionar, o custo teria que cair para cerca de US$ 200 por quilograma.
Por que US$ 200?
Porque o custo da eletricidade para data centers nos Estados Unidos é de aproximadamente US$ 570 a US$ 3.000 por quilowatt por ano. Se o custo de lançamento puder ser reduzido para 200 dólares por quilograma, então, se o custo de lançamento for repartido por toda a vida útil do satélite, calculado por quilowatt, poderá ser aproximadamente equivalente ao custo de energia de um centro de dados terrestre.
O Google disse que atingir a meta de US$ 200 por quilograma requer dois pré-requisitos: a Starship da SpaceX seja colocada em uso com sucesso e possa ser lançada 180 vezes por ano.
Portanto, o Google prevê que isso não será possível até pelo menos 2035.
Até lá, os custos de lançamento e operação de data centers baseados no espaço, calculados por quilowatt por ano, poderão ser iguais aos custos de energia de data centers terrestres do mesmo tamanho.
É claro que, nessa altura, o custo da eletricidade do próprio data center terrestre também mudará, podendo ser maior ou menor.
Embora 2035 esteja longe de nós, a corrida espacial já começou.
Musk há muito diz que a SpaceX “faz” um data center espacial. Depois que Pichai postou um post anunciando que ele era o MVP, Musk respondeu a ele com dois emojis de foguete.
Musk então disse: "A quantidade total de poder de computação no espaço obviamente se aproximará de 100% de todo o poder de computação."
O fundador da Amazon, Bezos, também disse algo semelhante. Ele disse que em 10 anos haverá data centers de nível gigawatt no espaço. O ex-CEO do Google, Eric Schmidt, adquiriu a empresa de foguetes Relativity Space e também quer enviar data centers para o céu.
Starcloud, uma empresa iniciante, colocou em órbita um satélite equipado com Nvidia H100 e disse que um dia construirá um data center espacial de 5 gigawatts abrangendo um painel solar de 4 quilômetros.
MoonShot do Google
Se você entende o Suncatcher apenas do ponto de vista comercial, não há nada sobre o que falar. Afinal, gastar muito dinheiro para enviar chips ao espaço é apenas para economizar eletricidade?
Porque os negócios são apenas a camada externa dele. A verdadeira raiz deste projeto é uma cultura chamada “moonshot” que o Google plantou desde o seu início.
A história começa em 2005.
Naquele ano, o professor de Stanford, Sebastian Thrun, liderou um grupo de estudantes para construir um veículo não tripulado chamado Stanley e participou do Grande Desafio organizado pela Agência de Projetos de Pesquisa Avançada de Defesa dos EUA (DARPA).
A competição exige que veículos autônomos percorram um percurso off-road de 210 quilômetros na Califórnia.
Stanley terminou a corrida inteira, venceu o campeonato e ficou famoso em uma batalha.
Entre os espectadores do jogo estavam Larry Page e Sergey Brin, fundadores do Google, que teriam se disfarçado.
Eles não vêm apenas para assistir ao jogo, mas também se preparam para ir ao jogo para recrutar pessoas.
Em 2007, Page convidou Thrun para o Google, com recursos quase ilimitados.
Tron não decepcionou. O sistema de câmera de 360 graus que ele instalou em carros autônomos mais tarde se tornou o Google Street View. Em janeiro de 2009, lançou o projeto de direção autônoma Project Chauffeur. Este projeto acabou se transformando no Waymo autônomo de hoje.
Então Page deu a ele uma posição sem precedentes: o primeiro "diretor de outros assuntos" do Google. Especialize-se em coisas que “os investidores não conseguem entender, mas são legais”.
Tron sozinho não é suficiente. Page também se apaixonou por outro homem, Astro Teller.
Taylor é PhD em inteligência artificial pela Carnegie Mellon University. Antes de ingressar no Google, ele iniciou seu próprio negócio continuamente, incluindo a empresa de wearables BodyMedia e Cerebellum Capital, um fundo de investimento em IA.
Page disse uma vez que gostou do currículo de Taylor de "transformar ideias malucas em negócios", então o recrutou como "diretor de novos produtos".
Em 12 de setembro de 1962, o então presidente dos EUA, John F. Kennedy, fez um discurso na Universidade Rice: “Optamos por ir à Lua nesta década”, ou seja, decidimos ir à Lua em 10 anos. Chegou a hora em 1969 e a Apollo 11 realmente subiu.
Desde então, a palavra moonshot passou a significar em inglês um objectivo ambicioso que é “aberto, limitado no tempo, tecnicamente ultrajante, mas que deve ser alcançado através da mobilização de recursos”.
Tanto Page quanto Brin frequentaram escolas Montessori. Page disse uma vez: "Todos nós frequentamos escolas Montessori. Acho que é o tipo de treinamento de 'desobedecer regras e ordens, ser autodirigido, fazer perguntas constantemente sobre o mundo e fazer as coisas de maneira diferente dos outros' que nos torna um pouco diferentes."
Em 2010, surgiu um laboratório semi-secreto dentro do Google, nomeadamente o Google X, liderado por Taylor e Thrun, concebido especificamente para levar a cabo esta cultura de "pouso na lua".
Taylor disse que o projeto Apollo era o protótipo espiritual do X, tornando o impossível possível.
Ele também concluiu uma regra contra-intuitiva: é mais fácil levar as pessoas a fazer algo que é 10 vezes melhor do que fazê-lo 10% das vezes. Porque uma melhoria de 10% significa que você ainda é mais inteligente do que todos os outros no caminho antigo; e uma meta de 10x forçará as pessoas a mudarem completamente seu caminho.
Mais tarde, o Google X mudou diretamente de nome e se tornou X, The Moonshot Factory. Por causa disso, Taylor foi mais tarde apelidado de "Capitão dos Moonshots".
X é diferente dos institutos de pesquisa corporativa comuns. O Ordinary Research Institute está ocupado fazendo melhorias no negócio principal da controladora, enquanto a missão do X é resolver problemas fora do negócio principal do Google. Não precisa depender de metas de receita ou de entrega de produtos no prazo.
Olhando para Suncatcher agora, tudo se encaixa.
No seu blog oficial, o Google classificou-o claramente ao lado dos seus dois “predecessores”, nomeadamente a computação quântica, que começou há mais de 10 anos, e a condução autónoma, há 15 anos.
Suncatcher é uma nova adição à tradição lunar do Google.
Tal como os seus antecessores, parecia uma loucura quando nasceu. Mas é precisamente esta cultura de “tentar primeiro o impossível, independentemente de ser rentável” que é a principal razão pela qual o Google se atreve a enviar servidores para o céu.
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