【环球时报报道 记者 樊巍 邓孝慈】近期,美国一颗搭载有英伟达旗舰芯片H100的卫星通过美国太空探索技术公司(SpaceX)的“猎鹰9号”火箭成功进入太空。这颗拥有80GB显存、性能远超以往任何星载计算机的芯片,将在轨承担地球观测图像分析与大语言模型Gemini的推理任务。外媒报道称,这也实现了首次数据中心级GPU在轨运算实验,拉开太空高算力人工智能(AI)时代的序幕。
然而在此之前,已有多颗部署有AI大模型的中国卫星被送入太空。近日,参与相关项目的中国科学院计算技术研究所研究员韩银和在接受《环球时报》记者专访时表示,中国在太空AI领域正处于体系化快速推进阶段,并有多个团队已取得关键突破。
为何要打造“太空AI”
“具有大算力和人工智能能力的算力卫星能够消除星地数据传输瓶颈,实现信息的‘天基快速理解与决策’,可应用于灾害监测预警等需要极低延迟响应的场景。”韩银和介绍称,结合卫星宽带网络,建设太空数据中心和超算中心,具有以下五大优势:
- 超低时延:数据可以就地处理,实现即时决策;
- 超高带宽效率:通过AI处理后,卫星仅下传关键结果信息,极大节省星地链路资源,避免传输TB/PB级原始数据;
- 无界覆盖与机动性:天基超算中心可部署在轨道任意位置,不受地域限制;
- 高安全性:天基超算中心可实现物理隔离,提供独特网络安全环境;
- 补强地面盲区:弥补地面数据中心覆盖不足和服务延迟短板,实现全球快速响应。
不过,要让“大算力”真正进入太空,并非简单地将芯片送上轨道那么简单。太空的高辐射、极端温差环境,以及卫星平台的能耗限制和散热困难,都为算力芯片的稳定运行带来严峻挑战。这不仅是硬件的飞跃,更需要在工程、算法和能源管理等方面实现系统性突破。
中国处于体系化快速推进阶段
中国多个科研机构早已布局相关试验,并开展了大模型在轨部署。根据公开报道,中国自主建设的智能遥感卫星星座“东方慧眼”首颗实验星“珞珈三号01星”于2023年1月发射,首次实现了8分钟星地互联的B2C应用服务。2024年底,该星座实现了大模型上注,首次赋予卫星大模型能力。
今年5月,我国首个整轨互联太空计算卫星星座“三体计算星座”成功发射,正式进入组网阶段。北京市科委、中关村管委会等单位近日宣布,北京拟在700-800公里晨昏轨道建设运营超过千兆瓦(GW)功率的集中式大型数据中心系统,以实现将大规模AI算力搬上太空。
韩银和介绍:“可以说中国在太空AI领域目前正处于体系化快速推进阶段,多个顶尖团队已取得关键突破。”
例如,中国科学院计算技术研究所采用全体系国产化核心元器件和高可靠容错计算架构,2023年率先实现了100TOPS级星载算力,为天基大模型运行奠定了自主可控的硬件基础。
武汉大学“东方慧眼”星座通过通导遥一体化与AI融合,集成北斗短报文与星间实时传输,将数据响应时间压缩至分钟级,实现了“快、清、准、全、懂”的遥感服务目标。其技术架构不仅服务于国土监测、应急管理等国家需求,更开创了大众调用卫星的商业新模式。
浙江之江实验室与国星宇航的“三体计算星座”采用氦星光联研制的激光终端保障星座级高效协同,支持星间100Gbps高速通信,算力达到744TOPS。
“一星多卡”计划明年在轨验证
韩银和进一步介绍,目前我国在轨部署的大模型均采用轻量化技术路线,针对太空环境的算力约束进行了深度轻量化。值得关注的是,即便是类似英伟达H100这样的太空计算单元,实际运行的也是Gemini轻量版模型,这表明全球范围内太空AI部署仍以轻量化模型为主要技术路径。
目前我国已全面掌握轻量级大模型在轨部署能力,正稳步迈向全参数大模型在轨运行的研制阶段。中国科学院计算技术研究所团队作为算力技术研究国家队,提出了“一星多卡”的天基超算架构,计划于明年发射卫星进行在轨验证,为全参数大模型的在轨应用提供算力基础设施。
韩银和表示:“这是关键一步,全参数大模型将赋予太空和地面一样的智能处理能力。”
他指出:“与美国Starcloud卫星依托英伟达H100芯片生态不同,我们的路径核心是攻克‘一星多卡’的自主天基超算和数据中心架构。这是体系性的创新,而非简单堆叠,旨在采用国产高能效GPU组成阵列,实现单星算力的跨越式提升,代表了我们的自主创新突破。”
此外,该方案强调模块化设计、系统性集成及对散热、功耗等极限挑战的克服,目标是为未来太空超级计算中心奠定基础。虽然挑战巨大,但长期来看,这种架构具有实现更高算力密度和任务灵活性的潜力,标志着中国从技术追随者转向引领者的重要一步。
韩银和认为,全球主要航天大国开展的“太空AI”建设不仅是技术竞赛,更关乎下一代空间信息基础设施标准的制定权。谁率先掌握成熟的星上实时感知、认知与决策能力,谁就能在太空时代占据主动权。
“中国正通过系统性创新实现‘弯道超车’,因此各方都在加大投入。”韩银和表示。
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