الذكاء الاصطناعي الفضائي: الأفق الجديد للحوسبة السحابية واسعة النطاق

لماذا تنتقل البنية التحتية للذكاء الاصطناعي إلى المدار؟

مع ازدهار الذكاء الاصطناعي، ظهرت عدة قيود على العرض. أولها وحدات معالجة الرسومات (GPUs)، حيث انتقلت الأجهزة المتخصصة من استخدامها المحدود في الألعاب إلى اعتمادها على نطاق واسع في مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. ونتيجة لذلك، قامت شركة Nvidia (NVDA + 1.65٪)لقد نمت الشركة الرائدة في هذا القطاع لتصبح أكبر شركة في العالم.

لكن ثمة قيد آخر بات يمثل المشكلة الرئيسية: إمدادات الطاقة.

وذلك لأن مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي لا تُقاس الآن بقدرتها الحاسوبية، بل باستهلاكها للطاقة. ولهذا السبب تتسابق شركات الذكاء الاصطناعي لإعادة تشغيل محطات الطاقة النووية, تأمين النماذج الأولية الأولى للمفاعلات النووية الصغيرة أو تعمل الهيئات التنظيمية الحكومية على تسريع إجراءات الموافقة على محطات توليد الطاقة الجديدة التي تعمل بالغاز..

مع ازدياد التنافس على إيجاد الطاقة لمراكز البيانات، تتجه الأنظار إلى خيار آخر: الذكاء الاصطناعي القائم على الفضاء، مما يعطي معنى مادياً جديداً تماماً لمصطلح "الحوسبة السحابية".

إن إمكانية الحصول على إمدادات طاقة غير محدودة من الأقمار الصناعية المدارية هي أمر قمنا بتحليله بشكل موسع في "حلول الطاقة الفضائية لطاقة نظيفة لا نهاية لها".

لكن هذا المفهوم محدود إلى حد ما بسبب الحاجة إلى تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة كهربائية، وتحويل هذه الكهرباء إلى موجات ميكروية لبثها مرة أخرى إلى الأرض، ثم تحويلها مرة أخرى إلى طاقة كهربائية.

يزيد هذا من تعقيد أقمار الطاقة الصناعية، ويتطلب بنية تحتية أرضية أكثر تطوراً، ويقلل بشكل كبير من كفاءة العملية، حيث يؤدي كل تحويل إلى شكل مختلف من الطاقة إلى خسائر. ومن المرجح أن ينجح هذا فقط مع عمليات إطلاق مدارية منخفضة التكلفة للغاية.

بدلاً من ذلك، إذا تم استخدام الطاقة مباشرة في المدار، فسيكون ذلك أكثر كفاءة وسيصبح مجديًا اقتصاديًا في وقت أقرب - خاصة إذا كان من الممكن إرسال "المنتج" النهائي بسهولة إلى الأرض.

من الناحية النظرية، يمكن أن تكون مراكز البيانات في الفضاء هي الخيار الأمثل: فهي تحتاج إلى الكثير من الطاقة، لكن إرسال نتائج الحسابات إلى الأرض أمر بسيط، ولا يتطلب بنية تحتية جديدة، ولا يتسبب في فقدان الطاقة.

الفكرة ليست مجرد فكرة نظرية؛ فعلى سبيل المثال، أعلنت شركة ألفابت/جوجل للتو "مشروع صائد الشمس"، وهو نموذج أولي لنظام حساب الذكاء الاصطناعي المداري الذي تناولناه في "مشروع سانكاتشر من جوجل وصعود الذكاء الاصطناعي المداري".

إذن، هل يمكن أن ينجح ذلك، ولماذا يمكن أن يكون الخطوة التالية في بناء البنية التحتية للذكاء الاصطناعي؟

تصادم اتجاهين

حل مشكلة قيود الطاقة الأرضية

تزداد الحاجة إلى الطاقة أكثر من أي وقت مضى لتغذية الحضارة الإنسانية، وقد أدى تسويق بطاريات الليثيوم أيون إلى زيادة الحاجة إلى محطات توليد طاقة جديدة. وحتى الآن، تُعدّ الطاقة الشمسية المصدر الرئيسي للطاقة المُولّدة حديثاً.

المصدر ARK إنفست

لكن هذا يُشكّل مشكلةً لشبكات الكهرباء الأرضية، إذ لا تُنتج الطاقة الشمسية إلا عند سطوع الشمس، ما يؤدي إلى انخفاض الإنتاج خلال الأيام الغائمة، أو في فصل الشتاء، أو في المساء. في المقابل، تتطلب مصادر الطاقة التي تستهلك كميات كبيرة من الطاقة، مثل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي، إمدادًا مستمرًا بها، وغالبًا ما يبلغ استهلاكها ذروته في المساء وفي فصل الشتاء.

نظرياً، يمكن حل هذه المشكلة باستخدام أنظمة تخزين الطاقة الرخيصة، مثل محطات البطاريات واسعة النطاق. لكن عملياً، يُلغي هذا العديد من مزايا الطاقة الشمسية كمصدر طاقة نظيف وأرخص.

المصدر ARK إنفست

تُشير تقديرات شركة ARK Invest إلى أن الإنفاق الرأسمالي على توليد الطاقة يجب أن يرتفع بمقدار الضعف تقريبًا ليصل إلى حوالي 10 تريليونات دولار بحلول عام 2030 لتلبية الطلب العالمي على الكهرباء. ومن هذا المبلغ، سيتعين زيادة نشر أنظمة تخزين الطاقة الثابتة بمقدار 19 ضعفًا.

المصدر ARK إنفست

سيستلزم ذلك أيضاً استثماراً ضخماً في شبكة الكهرباء، مما يزيد من التكاليف. أي بديل يتجاوز تكاليف البطاريات والشبكة قد يكون منافساً، حتى مع تكاليف بنيته التحتية الخاصة، مثل إطلاق مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الفضائية إلى المدار.

دورة انكماش سفينة الفضاء

ليس سراً أن شركة سبيس إكس هي أنجح شركة متخصصة في مجال الفضاء على الإطلاق. فمن خلال تطوير صواريخ إطلاق موثوقة وقابلة لإعادة الاستخدام، تمكنت الشركة من خفض تكلفة نقل الحمولات المفيدة إلى مدار الأرض بشكل كبير. وقد انخفضت التكاليف بنحو 95%، من حوالي 15,600 دولار أمريكي للكيلوغرام إلى أقل من 1,000 دولار أمريكي للكيلوغرام خلال السنوات السبع عشرة الماضية منذ عام 2008.

من المرجح أن يستمر الصاروخ الجديد فائق الثقل، ستار شيب، في هذا الاتجاه، وفي النهاية سيؤدي إلى خفض تكاليف الإطلاق إلى نطاق 100 دولار/كجم تقريبًا.

المصدر ARK إنفست

ما لم يُفهم بالكامل بعد هو أن هذا لا يجعل الأقمار الصناعية أو مهمات الفضاء أرخص فحسب؛ بل يغيرها جذرياً ماذا يمكن القيام بذلك في الفضاء.

عندما لا تتجاوز تكلفة إرسال كيلوغرام واحد من المواد إلى الفضاء 100 دولار، يصبح إرسال أي شيء مفيد أو خفيف بما يكفي إلى المدار مجديًا اقتصاديًا. وينطبق هذا على الخلايا الشمسية الرقيقة، التي يمكن أن تكون خفيفة جدًا عندما لا تحتاج إلى حماية من العوامل الجوية الأرضية بواسطة الزجاج أو الإطارات المعدنية الصلبة.

وينطبق هذا أيضاً على المواد التي تحقق ربحاً عالياً على أساس الكيلوغرام الواحد، مثل رقائق الكمبيوتر.

على سبيل المثال، تبلغ تكلفة وحدة GB300 NVL72 Rack/Cabinet الكاملة من NVIDIA ما يصل إلى 4 ملايين دولار، بينما لا يتجاوز وزنها 1.8 طن متري (4,000 رطل). أما تكلفة إرسال هذه المادة إلى المدار بسعر 100 دولار للكيلوغرام الواحد فتبلغ 180,000 ألف دولار فقط، أي ما يقارب هامش الخطأ مقارنةً بتكلفة الأجهزة.

بالطبع، سيرتفع السعر الإجمالي عند احتساب تكاليف المعدات الداعمة (الحماية، والتبريد، وتوليد الطاقة، إلخ)، لكن هذا يعني أن إطلاق نظام حوسبة الذكاء الاصطناعي إلى المدار لن يؤدي إلى ارتفاع تكاليفه بشكل كبير في وقت قريب. من المرجح أن تكون نقطة التحول عند حوالي 500 دولار أمريكي لكل كيلوغرام من تكاليف الإطلاق.

المصدر ARK إنفست

كميزة إضافية، قد يُحسّن صعود الذكاء الاصطناعي المداري اقتصاديات الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام بشكلٍ أكبر، وذلك من خلال خلق سوق ضخمة لخدماتها. فبينما قد يتطلب إكمال كوكبة ستارلينك 11 ضعفًا من إجمالي الكتلة التي رفعتها شركة سبيس إكس حتى عام 2025، فإن 100 جيجاواط من قدرات الحوسبة للذكاء الاصطناعي ستزيد الطلب على الرفع المداري بمقدار 60 ضعفًا إضافيًا. وهذا بدوره سيُخفّض تكاليف الإطلاق بشكلٍ أكبر.

المصدر ARK إنفست

لماذا تتمتع شركة أوربيتال إيه آي بمزايا هيكلية؟

مرر للتمرير →

مثالي للطاقة الشمسية

تتوافر الطاقة الشمسية بوفرة في الفضاء، حيث تصل إلى أربعة أضعاف الإنتاج لنفس السعة الاسمية، وذلك بفضل ضوء الشمس المباشر دون فقدانها عبر الغلاف الجوي. وفي المدار المناسب، تكون هذه الطاقة أكثر موثوقية، إذ تشرق باستمرار على مدار الساعة.

يزيل هذا النهج القيود التي تعاني منها الطاقة الشمسية الأرضية. نظرياً، قد يكون هذا الشكل الأمثل لتوليد الطاقة الشمسية. مع ذلك، ونظراً لصعوبة إعادة هذه الطاقة إلى الأرض، سيتطلب الأمر تكاليف إطلاق منخفضة للغاية أو تصنيعاً في المدار ليكون مجدياً اقتصادياً.

أو بدلاً من ذلك، يمكن استخدام مرايا مدارية أبسط تسلط الضوء على مزارع الطاقة الشمسية الأرضية، كما هو مُقترح من قبل تعكس المداري، قد يتم تجاوز خسائر تحويل الضوء إلى الميكروويف.

في المقابل، إذا استُخدمت الطاقة في المدار، فلا حاجة لأي من هذه الخطوات. وبمجرد انتهاء الحساب، يمكن إرسال البيانات الناتجة إلى الأرض باستخدام أساليب الاتصالات السلكية واللاسلكية القياسية، مع تحسن سريع في عرض نطاق الأقمار الصناعية.

تبريد طبيعي

ومن المزايا الفريدة الأخرى لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي الموجودة في الفضاء التبريد. فعندما لا تتعرض لإشعاع الشمس، يكون الفضاء شديد البرودة، حيث تصل درجة حرارته إلى -148 درجة فهرنهايت (-100 درجة مئوية) بالنسبة للمركبة الفضائية الموجودة في ظل الأرض أو لمصفوفاتها الخاصة.

يُستهلك جزء كبير من الطاقة في مراكز البيانات الأرضية في التبريد. لذا، فإنّ وضعها في القطب الشمالي أو حتى طبقة الستراتوسفير تم اقتراح ذلك، لذا يوفر الفضاء ميزة طبيعية. من المرجح أن يتطلب هذا أنظمة تبريد سلبية ضخمة لتشتيت الحرارة، لكن هذا ممكن تقنياً.

الذكاء الفضائي المنتشر في كل مكان

لقد غيرت شركة SpaceX وشبكتها الفضائية ذات النطاق العريض المشهد المداري تمامًا، حيث تشكل أقمار Starlink الصناعية ما يقرب من نصف جميع الأقمار الصناعية الموجودة في المدار.

المصدر ARK إنفست

وقد تسبب هذا في انخفاض هائل في تكاليف عرض النطاق الترددي للأقمار الصناعية، حيث انخفضت بنحو 100 ضعف بين عامي 2020 و2024، مع توقع تحقيق المزيد من المكاسب من رحلات ستار شيب.

المصدر ARK إنفست

أصبحت الاتصالات في الفضاء منتشرة على نطاق واسع ومنخفضة التكلفة لدرجة أن مراكز البيانات المدارية تستطيع استخدام الشبكات الموجودة مسبقًا للتواصل مع الأرض دون الحاجة إلى إنشاء سعة مخصصة. علاوة على ذلك، يمكن لشبكة أقمار صناعية كثيفة أن تؤدي إلى خدمات صيانة إضافية، مثل التزود بالوقود أو "القطر"، مما يزيد من عمر هذه الأصول.

فصل البنية التحتية للفضاء والأرض

لأن مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي المدارية لا تتصل بشبكة الكهرباء الرئيسية، فلن تؤثر على أسعار الطاقة على الأرض. بل على العكس، سيساهم الطلب المتزايد على تكنولوجيا الطاقة الشمسية في خفض تكلفة الطاقة الشمسية عالميًا.

علاوة على ذلك، لن تحتاج هذه المراكز إلى انتظار تحديثات شبكة الكهرباء الأرضية، والتي قد تستغرق سنوات. كما أن هذه العملية تتجنب استخدام الأراضي وموارد المياه الثمينة، مما يحسن الجدوى الاقتصادية الإجمالية.

الاستثمار في شركة أوربيتال للذكاء الاصطناعي

بروأدكم

إلى جانب مُصنّعي وحدات معالجة الرسومات ومطوري نماذج الذكاء الاصطناعي، تُعدّ الشركات المُنتجة لحلول الاتصال ومعدات تكنولوجيا المعلومات المتخصصة لمراكز البيانات من أبرز المستفيدين من طفرة الذكاء الاصطناعي. ومن أبرز هذه الشركات شركة برودكوم، عملاق التكنولوجيا الذي يعود تاريخه إلى عصر شركات الإنترنت.

بعد اندماج شركتي برودكوم وأفاجو في عام 2016، تم تقسيم أنشطة الشركة بين برامج البنية التحتية وأجهزة الاتصال (اللاسلكية والخوادم وشبكات الذكاء الاصطناعي وما إلى ذلك).

المصدر بروأدكم

ومن الأنشطة المتنامية الأخرى المتعلقة بالذكاء الاصطناعي تصميم وتصنيع وحدات المعالجة المحسّنة (XPUs)، التي تدمج وحدة المعالجة المركزية (CPU) ووحدة معالجة الرسومات (GPU) والذاكرة في جهاز إلكتروني واحد. وتستفيد شركة برودكوم من خبرتها في إنتاج الدوائر المتكاملة الخاصة بالتطبيقات (ASICs) لإنشاء رقائق مصممة خصيصًا لحوسبة الذكاء الاصطناعي.

المصدر بروأدكم

تُعدّ هذه الأنواع من وحدات الحوسبة عالية الكثافة والموفرة للطاقة مثاليةً لتطبيقات الذكاء الاصطناعي المدارية، التي تتطلب توازناً مثالياً بين الأداء والوزن. كما تُعتبر كفاءة الطاقة العالية لدوائر ASIC ميزةً إضافية، حيث يُقلّل انخفاض استهلاك الطاقة من كتلة الألواح الشمسية اللازمة في المدار.

أحدث أخبار وتطورات سهم Broadcom (AVGO)