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Sophia Space ha sviluppato TILE, un’architettura modulare per data center nello spazio alimentati dal Sole e raffreddati tramite radiazione nel vuoto. La soluzione punta a supportare l’AI riducendo il consumo energetico terrestre, anche se restano le sfide dei lanci e delle radiazioni.
Sophia Space ha brevettato il design di un data center orbitale che riceve energia dal Sole e scarica il calore in eccesso direttamente nello spazio. Invece di un grande satellite con un sistema comune di alimentazione e raffreddamento, l’azienda propone di assemblare l’infrastruttura informatica da moduli piatti e autonomi. Ogni modulo è dotato di celle solari, dissipatore di calore, quindi la potenza può essere aumentata aggiungendo nuovi blocchi.
Il raffreddamento rimane uno dei principali problemi dei data center spaziali. Migliaia di chip impegnati nell’esecuzione di modelli di intelligenza artificiale generano enormi quantità di calore. Sulla Terra, i rack dei server vengono soffiati con aria o collegati a circuiti liquidi. Nel vuoto tali metodi non funzionano: non c’è ambiente intorno che possa portare via il calore. La navicella spaziale elimina il calore solo attraverso la radiazione, il che significa che ha bisogno di grandi radiatori.
Il design tradizionale ricorda un normale satellite, a cui è stato aggiunto un potente hardware informatico. I processori si trovano all’interno dell’alloggiamento centrale, il liquido refrigerante passa attraverso i tubi e le pompe trasferiscono il calore ai pannelli esterni. Più chip vengono installati sul dispositivo, più pesante e complesso diventa l’intero sistema.
Sophia Space ha deciso di abbandonare il centro unico. L’architettura si chiama TILE, abbreviazione di Thermal Integrated LEO Edge. LEO sta per Orbita Terrestre Bassa. Ogni modulo TILE sembra una piastrella piatta: il lato soleggiato genera elettricità, i processori funzionano all’interno e il lato oscuro rilascia calore nello spazio.
Nella versione demo, quattro processori grafici verranno posizionati su un riquadro. Ricevono energia dalle celle solari vicine e trasferiscono il calore al proprio radiatore. Non è necessario che l’elettricità e il calore passino attraverso l’intero satellite, quindi è possibile collegare un nuovo modulo senza riprogettare completamente il design.
Le tessere sono collegate tra loro tramite fibra ottica. I cavi trasportano dati, ma non energia o calore. Non sono necessari fili di rame, pompe condivise o un unico circuito del fluido. Se un’unità si guasta, quelle vicine continueranno a funzionare indipendentemente da essa.
Tale schema semplifica la scalabilità. L’azienda non dovrà progettare ogni volta un nuovo satellite per processori più potenti. È sufficiente aumentare il numero di tessere di calcolo e aggiungere il numero richiesto di moduli di rete o di energia.
Il raffreddamento passivo non si riduce semplicemente all’esposizione del radiatore allo “spazio freddo”. Il vuoto non trasferisce quasi alcun calore attraverso l’aria o il contatto con l’ambiente. Il radiatore deve trasformare il calore in radiazione infrarossa e dirigerla verso l’esterno. Allo stesso tempo, la struttura deve essere protetta dalla luce solare diretta, dal calore della Terra e dagli elementi vicini dell’apparato.
L’idea è nata da un progetto precedente per trasmettere l’energia solare dallo spazio. Gli ingegneri hanno calcolato quanta elettricità potrebbe generare il lato anteriore del pannello, quanta potenza richiederebbe il processore e quanta potenza termica potrebbe dissipare il pannello posteriore. I calcoli hanno dimostrato che un modulo piatto è in grado di supportare il funzionamento dei chip senza un sistema liquido separato.
Il progetto è apparso ancor prima della distribuzione di massa dell’intelligenza artificiale generativa.
Dopo il lancio di ChatGPT, la domanda di potenza di calcolo è aumentata notevolmente e, con essa, è aumentato il consumo energetico dei data center. I server orbitali consentono di non occupare il terreno e di non connetterti a reti elettriche sovraccariche, ma trasferiscono il problema in un altro luogo. Il lancio rimane costoso, le apparecchiature soffrono di radiazioni e un modulo rotto non può essere sostituito rapidamente.
Sophia Space considera TILE qualcosa di più di un semplice elemento costitutivo di una gigantesca fattoria orbitale. Vista la grande crisi di potenza di calcolo, vedremo se questa tecnologia risulterà premiante in futuro, oppure solo uno studio da laboratorio.
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