Google چهار TPU را به مدار می‌فرستد؛ خنک‌کاری آزمون سخت‌تر است

گوگل در ۱ اکتبر ۲۰۲۶ رسیدن نمونهٔ Project Suncatcher به مدار را اعلام کرد: ماهواره‌ای که با همکاری Planet ساخته شد و با مأموریت اشتراکی Transporter-18 شرکت SpaceX پرتاب شد. تماس با فضاپیما برقرار شده و سامانه‌های اولیهٔ آن مطابق انتظار کار می‌کنند. این وضعیت، آغاز گردآوری داده از محموله است؛ هنوز نتیجه‌ای دربارهٔ دوام تراشه‌ها یا کارایی خنک‌کاری در مدار منتشر نشده است.

به گزارش NPR، این ماهواره چهار TPU دارد، قرار است نسخه‌ای از مدل Gemma را هر بار حدود ۱۵ دقیقه اجرا کند و هدف پروژه فعالیت آزمایشی آن برای یک سال است؛ تراویس بیلز، مدیر Project Suncatcher، همین پرواز را «a very minimal test» خوانده است. آنچه اکنون در مدار قرار دارد یک سکوی سنجش رفتار سخت‌افزار است و ظرفیت پیوستهٔ یک دیتاسنتر را به کاربران ارائه نمی‌کند.

ماهواره چه چیزی را در مدار می‌سنجد؟

نخستین پرسش این است که تراشه‌های طراحی‌شده برای محاسبات یادگیری ماشین پس از فشار مکانیکی پرتاب، در محیط تابشی و دمایی فضا چگونه کار می‌کنند. سالم‌ماندن فضاپیما و دریافت سیگنال از آن برای شروع ضروری است، اما وضعیت پردازنده‌ها هنگام اجرای کار محاسباتی را نشان نمی‌دهد. برای سنجش تراشه باید اجرای واقعی، خطاهای احتمالی و تغییر رفتار آن‌ها در گذر زمان ثبت شود.

گوگل در شرح فنی آزمایش‌ها می‌گوید فضاپیما را در سه محور لرزانده و TPUهای Trillium را هنگام اجرای بار محاسباتی زیر پرتو پروتون در آزمایشگاه Crocker دانشگاه UC Davis آزموده است؛ نتیجهٔ مقدماتی، تحمل دوز یون‌ساز تجمعی بالاتر از برآورد یک مأموریت پنج‌ساله بود. این نتیجه مربوط به یک نوع اثر تابش در آزمایش زمینی است و عمر تراشه در مدار را تضمین نمی‌کند. پرواز می‌تواند نشان دهد خطاهای گذرا، تغییرات دما و کار واقعی پردازنده در کنار هم چه اثری دارند.

بخشی از آزمون نیز به خود پرتاب مربوط است. لرزش شدید و شتاب می‌تواند اتصال تراشه و قطعات پیرامون آن را دچار مشکل کند، حتی اگر قطعه در آزمایشگاه بار محاسباتی را درست اجرا کرده باشد. با رسیدن ماهواره به مدار، مرحلهٔ عبور از این فشارها پشت سر گذاشته شده؛ ارزیابی دقیق‌تر به داده‌هایی وابسته است که پس از روشن‌شدن و کارکرد محموله به دست می‌آید.

چرا خنک‌کاری گلوگاه سخت‌تری است؟

پردازنده در فضای کوچکی گرما تولید می‌کند و راه خروج آن در خلأ محدود است. روی زمین هوا یا آب می‌تواند گرما را از سطح داغ جابه‌جا کند؛ بیرون ماهواره جریان هوا وجود ندارد. گرما باید از تراشه به لوله‌های حرارتی و سپس به رادیاتورها برسد تا از سطح بیرونی به صورت تابش دفع شود. هر اختلال در این زنجیره، مدت روشن‌ماندن TPU زیر بار را محدود می‌کند.

پیش از پرواز، ترکیبی از لوله‌های حرارتی و رادیاتورها در محفظهٔ خلأ حرارتی آزموده شد. چنین محفظه‌ای شرایط خلأ و دما را بازسازی می‌کند، اما عملکرد سامانه هنگام کار پردازنده در مدار باید روی خود فضاپیما سنجیده شود. از این رو اجرای دوره‌ای Gemma فرصتی برای اندازه‌گیری افزایش دما، انتقال گرما و زمان لازم برای بازگشت سامانه به شرایط مناسب نیز هست.

محدودیت گرمایی با اقتصاد پرتاب هم پیوند دارد. رادیاتور بزرگ‌تر سطح بیشتری برای دفع گرما می‌دهد، اما جرم ماهواره و هزینهٔ بردن آن به مدار را بالا می‌برد؛ رادیاتورها از اجزای سنگین همین محموله‌اند. همین رابطه توضیح می‌دهد چرا نور خورشید فراوان، به‌تنهایی به معنی محاسبهٔ ارزان و بی‌وقفه در مدار نیست: برق مصرف‌شده در تراشه سرانجام به گرمایی تبدیل می‌شود که باید دفع شود.

از نمونهٔ مداری تا منظومهٔ ماهواره‌ها

چشم‌انداز Project Suncatcher مجموعه‌ای از ماهواره‌هاست که هر یک تراشه‌های بیشتری حمل کنند و با پیوندهای لیزری به یکدیگر وصل شوند. نمونهٔ کنونی رفتار محمولهٔ محاسباتی و سامانهٔ حرارتی را در یک فضاپیما می‌سنجد. حتی اگر تراشه‌ها در این آزمون پایدار بمانند، نتیجه به‌تنهایی ظرفیت شبکه، کیفیت ارتباط میان ماهواره‌ها یا هزینهٔ نگهداری آن را مشخص نمی‌کند.

ارتباط لیزری میان فضاپیماهای در حال حرکت به تعیین دقیق موقعیت نسبی و نشانه‌روی پایدار نیاز دارد. برای طرحی که پردازش را میان چند ماهواره تقسیم می‌کند، قطع یا افت این پیوند می‌تواند مزیت داشتن تراشه‌های بیشتر را کم‌رنگ کند. برنامهٔ بعدی پروژه، آزمودن این اتصال با ماهواره‌های جداگانه در سال ۲۰۲۷ است؛ مسئله‌ای مستقل از نتیجهٔ آزمایش تابش و دمای تراشه‌های نمونهٔ فعلی.

دسترسی نزدیک به پیوسته به نور خورشید در مدار، انگیزهٔ اصلی این ایده است، اما برق تولیدشده تنها یکی از ورودی‌های مسئله است. باید جرم پنل‌ها و رادیاتورها پرتاب شود، قطعات در برابر تابش و تغییرات دما دوام بیاورند و داده‌ها میان مدار و زمین جابه‌جا شوند. خرابی قطعه‌ای در یک دیتاسنتر زمینی را می‌توان با حضور فنی برطرف کرد؛ در مدار، طراحی باید هزینه و دشواری تعمیر یا جایگزینی ماهواره را نیز در نظر بگیرد.

در هفته‌های آینده داده‌های کار TPUها در مدار باید روشن کند تراشه‌ها زیر بار واقعی چه خطاهایی دارند و سامانهٔ حرارتی چه مدت می‌تواند آن‌ها را در محدودهٔ کاری نگه دارد. این داده‌ها مشخص می‌کنند کدام بخش از طراحی پیش از آزمون ارتباط لیزری و حرکت به سوی منظومهٔ بزرگ‌تر نیاز به تغییر دارد.

بیشتر بخوانید:

• Passkey یا اپ احراز هویت؛ فقط یکی در برابر فیشینگ طراحی شده است
• Google ویدئوی چنددقیقه‌ای را یک مسئلهٔ حافظه کرد، نه فقط پرامپت
• ۴۸٪ کارکنان دربارهٔ مهارت AI اغراق کرده‌اند؛ فشار سازمانی متهم است