الذكاء الاصطناعي المبني على الفضاء: الحدود التالية للمقياس السحابي

لماذا يتحرك بنية تحتية الذكاء الاصطناعي إلى المدار

随着 ازدهار الذكاء الاصطناعي، ظهرت قيود التوريد. الأولى كانت وحدات معالجة الرسومات، مع انتقال الأجهزة المخصصة من استخدام ألعاب الفيديو إلى استخدام واسع النطاق من قبل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي. ونتيجة لذلك، نمت نفيديا (NVDA )، زعيم القطاع، لتصبح أكبر شركة في العالم.

ولكن هناك قيود أخرى تصبح القضية الرئيسية: إمدادات الطاقة.

هذا لأن مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي يتم قياسها الآن ليس بقدرة الحوسبة، بل باستهلاك الطاقة. هذا هو السبب في أن شركات الذكاء الاصطناعي تحاول إعادة تشغيل محطات الطاقة النووية، تأمين أول نماذج من محطات الطاقة النووية الصغيرة، أو مشرّعو الولايات تقومون بوضع محطات طاقة جديدة مدعومة بالغاز على مسار سريع للموافقة.

随着 السعي للحصول على طاقة لمراكز البيانات يزداد، تنتقل الأنظار إلى خيار آخر: الذكاء الاصطناعي المبني على الفضاء، مما يعطي معنى جديداً لمفهوم “الحوسبة السحابية”.

الفرصة لوجود إمداد طاقة غير محدود من الأقمار الصناعية المدارية هي شيء قد تم تحليله بشكل شامل في “حلول الطاقة المبنية على الفضاء من أجل الطاقة النظيفة غير المنتهية“.

ولكن هذا المفهوم دائمًا ما يكون مقيدًا بضرورة تحويل الطاقة الشمسية إلى طاقة، وتحويل هذه الكهرباء إلى موجات ميكروية لنقلها обратًا إلى الأرض، ثم تحويلها مرة أخرى إلى طاقة.

هذا يزيد من تعقيد الأقمار الصناعية للطاقة، ويحتاج إلى المزيد من البنية التحتية للأرض، ويتقلص بشكل عام من كفاءة الإجراء بشكل كبير، حيث يؤدي كل تحويل إلى شكل مختلف من أشكال الطاقة إلى خسائر. قد يكون هذا يعمل فقط مع إطلاقات مدارية رخيصة جدًا.

بديلًا، إذا تم استخدام الطاقة مباشرة في المدار، سيكون هذا أكثر كفاءة ويتحول إلى经济يًا قابلاً للتطبيق في وقت أقرب – خاصة إذا كان المنتج النهائي يمكن إرساله بسهولة إلى الأرض.

في النظرية، يمكن أن تكون مراكز البيانات في الفضاء خيارًا مثاليًا: فهي تحتاج إلى الكثير من الطاقة، ولكن إرسال نتائج الحسابات إلى الأرض هو أمر سهل، ولا يحتاج إلى بنية تحتية جديدة، ولا يسبب خسائر في الطاقة.

الفكرة ليست فقط نظرية؛ على سبيل المثال، أعلنت شركة Alphabet/Google مؤخرًا عن “مشروع Suncatcher“، وهو نموذج أولي لنظام حوسبة الذكاء الاصطناعي المدار، والذي غطيناه في “مشروع Suncatcher من Google ونهضة الذكاء الاصطناعي المدار“.

لذلك، هل يمكن أن يعمل، ولماذا يمكن أن يكون الخطوة التالية في بناء بنية تحتية للذكاء الاصطناعي؟

تصادم两个 الاتجاهات

حل القيود الأرضية للطاقة

يتم الحاجة إلى المزيد من الطاقة من أي وقت مضى لتشغيل الحضارة البشرية، وقد زاد تطبيق النماذج اللغوية الكبيرة من الحاجة إلى مرافق طاقة جديدة. حتى الآن، معظم توليد الطاقة المثبت حديثًا هو طاقة شمسية.

مصدر: ARK Invest

ولكن هذا يطرح مشكلة لشبكات الأرض، حيث إن الطاقة الشمسية تنتج طاقة فقط عندما تشرق الشمس، مما يؤدي إلى انخفاض الإنتاج خلال الأيام الغائمة، الشتاء، أو في المساء. في المقابل، تتطلب مصادر استهلاك الطاقة مثل مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي إمدادًا مستمرًا بالطاقة، مع حدوث استهلاك الذروة غالبًا في المساء والشتاء.

في النظرية، يمكن حل هذا بمخازن طاقة رخيصة، مثل منتزهات بطاريات على مستوى المنشأة. ولكن في الممارسة، يلغي هذا العديد من مزايا الطاقة الشمسية ك源 رخيصة ونمية للطاقة.

مصدر: ARK Invest

تخمّن شركة ARK Invest أن الإنفاق الرأسمالي في توليد الطاقة يجب أن يتوسع ~2x إلى ~10 تريليون دولار أمريكي بحلول عام 2030 لتلبية الطلب العالمي على الكهرباء. من هذا، يجب أن يتوسع تركيب تخزين الطاقة الثابت 19x.

مصدر: ARK Invest

وسيحتاج هذا أيضًا إلى استثمار كبير في شبكة الطاقة، مما يضيف إلى التكاليف. أي بديل ي跳过 تكاليف البطارية والشبكة يمكن أن يكون منافسًا، حتى مع تكاليف البنية التحتية الفريدة، مثل إطلاق مركز بيانات الذكاء الاصطناعي المدار.

دورة انكماش سفينة الفضاء

ليس من السر أن شركة SpaceX هي الشركة الأكثر نجاحًا في مجال الفضاء التي تم إنشاؤها على الإطلاق. من خلال فتح صواريخ إطلاق معاد تدويرها، قامت الشركة بتخفيض تكاليف رفع حمولات مفيدة إلى مدار الأرض بشكل كبير. انخفضت التكاليف بنسبة ~95٪، من ~15,600 دولار/كجم إلى أقل من ~1,000 دولار/كجم في 17 عامًا منذ عام 2008.

سيستمر صاروخ الإطلاق الثقيل الجديد، Starship، في هذا الاتجاه وسيجعل في النهاية تكاليف الإطلاق تصل إلى ~100 دولار/كجم.

مصدر: ARK Invest

ما لم يفهم بعد تمامًا هو أن هذا لا يقلل فقط من تكاليف الأقمار الصناعية أو بعثات الفضاء؛ إنه يغير بشكل جذري ما يمكن القيام به في الفضاء.

عندما تكلفة وضع كيلوغرام من المواد في الفضاء تصل إلى 100 دولار فقط، يصبح إرسال أي شيء مفيد أو خفيف إلى المدار экономيًا مجديًا. هذا صحيح للخلايا الشمسية الرقيقة، التي يمكن أن تكون خفيفة جدًا عندما لا تحتاج إلى حماية بواسطة زجاج أو إطارات معدنية صلبة ضد الطقس الأرضي.

هذا أيضًا صحيح للمواد التي تكون مربحة للغاية من حيث الكيلوغرام، مثل الرقائق الإلكترونية.

على سبيل المثال، تكلّف رف كامل GB300 NVL72 من NVIDIA ما يصل إلى 4 مليون دولار ولكنه يزن فقط حوالي 1.8 طن متري (4000 رطل). تكلّف إرسال مواد مثل هذه إلى المدار بتكلفة 100 دولار/كجم تصل إلى 180,000 دولار فقط – وهو خطأ صغير نسبيًا مقارنة بتكلفة الأجهزة.

بالطبع، سيكون السعر الإجمالي أعلى عند مراعاة المعدات الداعمة (درع، تبريد، توليد الطاقة، إلخ)، لكنه يعني أن الحصول على نظام حوسبة الذكاء الاصطناعي إلى المدار لن يزيد بشكل كبير من التكاليف قريبًا. من المحتمل أن تكون نقطة التحول حول 500 دولار/كجم من تكاليف الإطلاق.

مصدر: ARK Invest

كما أن صعود الذكاء الاصطناعي المدار يمكن أن يحسن اقتصاديات الصواريخ القابلة لإعادة الاستخدام من خلال إنشاء سوق ضخم لخدمةها. في حين أن إكمال كونستلة Starlink قد يحتاج إلى 11 مرة من الكتلة الإجمالية التي رفعها SpaceX حتى عام 2025، سيزيد 100 غيغاوات من حوسبة الذكاء الاصطناعي من الطلب على الرفع المدار bằng 60 مرة. بدوره، سينقص هذا الحجم من تكاليف الإطلاق بشكل أكبر.

مصدر: ARK Invest

لماذا يمتلك الذكاء الاصطناعي المدار مزايا هيكلية

اسحب للتمرير →

مثالي للطاقة الشمسية

الطاقة الشمسية وفيرة في الفضاء – تصل إلى 4 أضعاف الإنتاج لنفس السعة الأسمية، بفضل ضوء الشمس المباشر دون فقدان الغلاف الجوي. في المدار الصحيح، فهي أيضًا أكثر موثوقية، تشرق 24/7 بشكل مستمر.

هذا يزيل القيود التي تعاني منها الطاقة الشمسية الأرضية. في النظرية، يمكن أن يكون هذا الشكل النهائي لتحويل الطاقة الشمسية. ومع ذلك، بسبب صعوبة جلب هذه الطاقة إلى الأرض، سيتطلب هذا إطلاقات مدارية رخيصة جدًا أو تصنيع في المدار لتكون قابلة للتطبيق اقتصاديًا.

بديلًا، قد يتجاوز المرايا المدارية البسيطة التي تشرق على مزارع الطاقة الشمسية الأرضية، كما يتبناها Reflect Orbital، خسائر تحويل الضوء إلى الميكروويف.

في المقابل، إذا تم استخدام الطاقة في المدار، لا يلزم أي من هذه الخطوات. بمجرد انتهاء الحوسبة، يمكن إرسال البيانات الناتجة إلى الأرض باستخدام أساليب الاتصالات العادية، مع تحسين عرض النطاق الترددي للأقمار الصناعية بسرعة.

التبريد الطبيعي

ميزة أخرى فريدة لمراكز بيانات الذكاء الاصطناعي المدارية هي التبريد. عندما لا تكون معرضة لإشعاع الشمس، فإن الفضاء بارد جدًا، يصل إلى -148 درجة فهرنهايت (-100 درجة مئوية) لمركبة فضائية في ظل الأرض أو مصفوفاتها.

جزء كبير من استهلاك طاقة مركز بيانات أرضي يأتي من التبريد. لقد تم اقتراح وضعها في القطب الشمالي أو حتى في الستراتوسفير، لذلك يوفر الفضاء ميزة طبيعية. هذا سيتطلب نظام تبريد سلبي كبير لطرح الحرارة، ولكن هذا هو تقنيًا可行.

ذكاء اصطناعي أقمار صناعية شاملة

لقد غيرت شبكة الأقمار الصناعية Broadband من SpaceX полностью المنظر المدار، حيث تُشكل أقمار Starlink نصف الأقمار الصناعية في المدار تقريبًا.

مصدر: ARK Invest

هذا أدى إلى انخفاض حاد في تكاليف عرض النطاق الترددي للأقمار الصناعية، حيث انخفضت بنسبة 100 تقريبًا بين 2020-2024، مع تحقيق مكاسب إضافية متوقعة من رحلات Starship.

مصدر: ARK Invest

أصبحت الاتصالات في الفضاء شاملة جدًا ورخيصة لدرجة أن مراكز البيانات المدارية يمكنها استخدام الشبكات الحالية للاتصال مع الأرض دون الحاجة إلى بناء سعة مخصصة. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن يؤدي وجود شبكة أقمار صناعية كثيفة إلى خدمات صيانة إضافية، مثل التموين أو “السحب”، مما يزيد من عمر هذه الأصول.

فصل البنية التحتية الفضائية والأرضية

بسبب أن مراكز بيانات الذكاء الاصطناعي المدارية لا تتصل بالشبكة العادية، لن تؤثر على أسعار الطاقة على الأرض. إذا كان هناك أي شيء، فإن الطلب الإضافي لتكنولوجيا الطاقة الشمسية سيساعد على جعل الطاقة الشمسية رخيصة على مستوى العالم.

علاوة على ذلك، لن تحتاج هذه المراكز إلى انتظار تحسينات الشبكة الأرضية، التي يمكن أن تستغرق سنوات. يتفادى هذا أيضًا استخدام الأراضي والموارد المائية النادرة، مما يحسن الاقتصاد بشكل عام.

استثمار في الذكاء الاصطناعي المدار

Broadcom

بالإضافة إلى منتجي وحدات معالجة الرسومات ومطوري نماذج الذكاء الاصطناعي، فإن الشركات التي تنتج أجهزة الاتصال والمعدات التحتية المخصصة لمراكز البيانات هي من الفائزين الرئيسيين في ازدهار الذكاء الاصطناعي. واحدة من الشركات الكبيرة في هذه الفئة هي Broadcom، عملاق التكنولوجيا الذي يعود تاريخه إلى حقبة الإنترنت.

بعد اندماج Broadcom وAvago في عام 2016، يتم تقسيم أنشطة الشركة بين برامج البنية التحتية وأجهزة الاتصال (اللاسلكي، الخوادم، شبكات الذكاء الاصطناعي، إلخ.).

مصدر: Broadcom

نشيطة أخرى متعلقة بالذكاء الاصطناعي هي تصميم وتصنيع XPUs، التي تدمج المعالج المركزي، وحدات معالجة الرسومات، والذاكرة في جهاز إلكتروني واحد. تستخدم Broadcom خبرتها في إنتاج الدوائر المتخصصة في تطبيقات معينة (ASICs) لإنشاء رقائق مصممة خصيصًا للحوسبة الذكاء الاصطناعي.

مصدر: Broadcom

هذه الوحدات الحاسوبية الكثيفة والكفئة في استهلاك الطاقة هي مطابقة مثالية للذكاء الاصطناعي المدار، الذي يتطلب توازنًا محسّنًا بين الأداء والوزن. كفاءة الطاقة الأعلى لASICs هي أيضًا ميزة، حيث أن استهلاك الطاقة الأقل يقلل من كتلة اللوحات الشمسية المطلوبة في المدار.

أحدث أخبار وأحداث Broadcom (AVGO)