- Trung tâm dữ liệu trong không gian ở thế bất lợi hơn trung tâm đặt trên Trái Đất ở mọi yếu tố cốt lõi như điện năng, làm mát, bức xạ và truyền thông
- Dù là năng lượng mặt trời hay nguồn điện hạt nhân, cả hai đều không thể cung cấp đủ điện năng cần thiết để vận hành GPU; ngay cả tấm pin mặt trời cỡ ISS cũng chỉ có thể chạy khoảng 200 GPU
- Trong môi trường chân không, không thể làm mát bằng đối lưu, nên cần bộ tản nhiệt và hệ thống kiểm soát nhiệt phức tạp; ngay cả hệ thống ở mức ISS cũng chỉ có thể làm mát khoảng 16 GPU
- Bức xạ vũ trụ gây tác động chí mạng lên GPU·TPU; latch-up và SEU có thể làm hỏng chip hoặc khiến hiệu năng suy giảm mạnh
- Băng thông truyền thông cũng thấp hơn mặt đất đáng kể, nên nhìn tổng thể đây là một ý tưởng cực kỳ kém hiệu quả về chi phí so với hiệu năng
Vấn đề điện năng
- Nguồn điện có thể dùng trong không gian chỉ có năng lượng mặt trời và nguồn điện hạt nhân (RTG)
- Năng lượng mặt trời không khác nhiều so với mặt đất; do tổn thất khí quyển rất nhỏ nên gần như không có lợi thế đáng kể về hiệu suất
- Tấm pin mặt trời của ISS có quy mô khoảng 2.500㎡, công suất tối đa 200kW, chỉ đủ chạy khoảng 200 GPU
- Để đạt mức như trung tâm dữ liệu OpenAI tại Na Uy (100.000 GPU), sẽ phải phóng 500 vệ tinh cỡ ISS
- RTG chỉ cung cấp mức công suất khoảng 50~150W, nên không thể vận hành nổi dù chỉ một GPU
Giới hạn của kiểm soát nhiệt
- Trong không gian không có không khí nên không thể làm mát bằng đối lưu; chỉ có thể thải nhiệt bằng dẫn nhiệt và bức xạ
- Active Thermal Control System (ATCS) của ISS dùng vòng làm mát amoniac và bộ tản nhiệt, có thể xử lý 16kW (khoảng 16 GPU)
- Diện tích bộ tản nhiệt là 42,5㎡; với hệ thống cỡ 200kW sẽ cần 531㎡ bộ tản nhiệt
- Khi đó vệ tinh sẽ lớn hơn rất nhiều so với ISS nhưng cũng chỉ mang lại mức hiệu năng tương đương 3 tủ rack máy chủ mặt đất
- Tác giả lấy ví dụ từ kinh nghiệm thiết kế hệ thống camera công suất thấp để nhấn mạnh rằng phần cứng cho không gian bắt buộc phải được thiết kế siêu tiết kiệm điện
Vấn đề khả năng chịu bức xạ
- Bức xạ vũ trụ gồm các hạt từ Mặt Trời và tia vũ trụ; nhiều loại hạt tốc độ cao từ electron đến hạt nhân oxy có thể làm hỏng chip
- Các tác động chính là nhiễu sự kiện đơn (SEU) và latch-up do sự kiện đơn
- SEU gây lỗi bit tạm thời, còn latch-up có thể gây hư hỏng vĩnh viễn cho chip
- Khi vận hành dài hạn, hiệu ứng tổng liều bức xạ (Total Dose Effect) làm suy giảm hiệu năng transistor, dẫn tới giảm xung nhịp và tăng tiêu thụ điện
- Che chắn có hiệu quả hạn chế; do tăng khối lượng và nguy cơ phát sinh hạt thứ cấp, tình hình thậm chí có thể tệ hơn
- GPU·TPU là thành phần dễ tổn thương nhất trước bức xạ do transistor nhỏ và cấu trúc die diện tích lớn
- Chip dùng cho không gian chỉ đạt mức hiệu năng của PowerPC năm 2005; nếu chế tạo GPU theo cùng cách đó thì hiệu năng sẽ suy giảm cực mạnh
Hạn chế truyền thông
- Phần lớn vệ tinh chỉ có thể truyền bằng giao tiếp không dây ở mức tối đa khoảng 1Gbps
- Truyền thông laser đang được thử nghiệm, nhưng không ổn định tùy theo điều kiện khí quyển
- So với kết nối liên rack từ 100Gbps trở lên của trung tâm dữ liệu mặt đất, khoảng cách băng thông là rất lớn
Kết luận
- Trung tâm dữ liệu trong không gian có độ khó triển khai rất cao ở mọi mặt như đảm bảo điện năng, làm mát, bức xạ và truyền thông
- So với mặt đất, chi phí thì quá cao còn hiệu năng lại thấp, và độ tin cậy trong vận hành dài hạn cũng kém
- Ngay cả khi khả thi về mặt kỹ thuật, đây vẫn bị đánh giá là một ý tưởng hoàn toàn không hợp lý về kinh tế và hiệu quả
- Tóm lại, đây là một ý tưởng thảm họa phớt lờ thực tế rằng “space is hard”
Chưa có bình luận nào.