Google acaba de enviar cuatro de sus procesadores al espacio.
El 1 de octubre, un satélite experimental de Project Suncatcher llegó a la órbita terrestre con cuatro TPUs, los chips especializados que Google utiliza para realizar tareas de inteligencia artificial. La compañía ya ha establecido contacto con el satélite y asegura que funciona según lo previsto.
Pero el objetivo del experimento va mucho más allá de comprobar si un procesador puede sobrevivir en el espacio.
Google quiere responder a una pregunta que hace pocos años habría parecido propia de la ciencia ficción: ¿podríamos construir centros de datos en órbita?
La idea tiene una explicación bastante terrenal. Los centros de datos necesitan cada vez más electricidad, terrenos y sistemas de refrigeración. En el espacio hay una fuente de energía enorme y prácticamente permanente: el Sol.
El problema es que trasladar un centro de datos fuera de la Tierra crea dificultades completamente nuevas.
¿Qué ha enviado exactamente Google al espacio?
Conviene empezar aclarando algo: Google no ha puesto un centro de datos en órbita.
Project Suncatcher es todavía un proyecto de investigación. El satélite lanzado ahora es un prototipo construido en colaboración con Planet y transportado al espacio en la misión Transporter-18 de SpaceX. En su interior viajan cuatro TPUs.
Una TPU —Tensor Processing Unit— es un procesador desarrollado por Google específicamente para realizar determinados cálculos relacionados con el aprendizaje automático. Podríamos pensar en ellas como chips especializados en ejecutar de forma eficiente las enormes cantidades de operaciones que requieren los sistemas de inteligencia artificial.
En los centros de datos terrestres se utilizan miles de aceleradores de este tipo. Aquí solo hay cuatro.
El propósito es mucho más modesto: comprobar qué les ocurre cuando abandonan las condiciones controladas de un edificio y pasan meses expuestos al entorno espacial.
Durante las próximas semanas, Google estudiará cómo soportan las TPUs las vibraciones sufridas durante el lanzamiento, la radiación y los cambios térmicos extremos de la órbita.
Si funcionan correctamente, será un primer paso. No mucho más.
¿Por qué llevar un centro de datos al espacio?
La respuesta empieza con uno de los grandes problemas de la infraestructura tecnológica actual: la energía.
Los grandes centros de datos necesitan cantidades enormes de electricidad. A medida que aumenta la capacidad informática necesaria para entrenar y ejecutar modelos de inteligencia artificial, también crecen sus necesidades energéticas.
Ya vimos otra cara de este fenómeno al explicar por qué la demanda de los centros de datos está afectando al mercado mundial de memoria. La expansión de la infraestructura de IA está empezando a ejercer presión sobre componentes y recursos que también utiliza el resto de la industria tecnológica.
Project Suncatcher intenta comprobar si parte de esa infraestructura podría trasladarse algún día fuera del planeta.
Google calcula que un satélite situado en una órbita adecuada puede recibir luz solar casi constantemente y generar con sus paneles hasta ocho veces más energía que una instalación equivalente en la Tierra.
Sobre el papel parece una oportunidad extraordinaria: mucha energía solar y sin necesidad de ocupar grandes extensiones de terreno.
Pero obtener electricidad es solo una parte del problema.
En el espacio sobra frío, pero refrigerar un chip es difícil
Puede parecer contradictorio.
Si el espacio es extremadamente frío, ¿por qué debería ser complicado refrigerar un ordenador?
Porque en el vacío no hay aire que se lleve el calor.
En un ordenador convencional, los ventiladores mueven aire alrededor de los componentes calientes. En un centro de datos se utilizan sistemas mucho más sofisticados, pero el principio sigue siendo parecido: hay que trasladar continuamente el calor generado por los procesadores hacia otro lugar.
En el espacio no podemos hacerlo mediante el aire.
Google está experimentando con materiales conductores, tuberías térmicas y radiadores que trasladan el calor desde los chips hasta superficies capaces de expulsarlo mediante radiación.
El primer prototipo demuestra hasta qué punto sigue siendo difícil.
Sus cuatro TPUs podrán funcionar durante periodos de unos 15 minutos. Después tendrán que detenerse para permitir que el sistema de refrigeración elimine el calor acumulado antes de volver a utilizarlas.
Un futuro centro de datos espacial necesitaría resolver este problema a una escala muchísimo mayor.
Los chips tampoco están diseñados para vivir en órbita
La radiación es otro obstáculo.
En la Tierra, nuestra atmósfera y el campo magnético protegen buena parte de los dispositivos electrónicos. Un satélite está mucho más expuesto a partículas capaces de alterar el funcionamiento de sus circuitos.
Una partícula energética puede incluso modificar accidentalmente un bit dentro de un procesador: convertir un cero en un uno o viceversa.
En un sistema que realiza millones de millones de operaciones, estos errores importan.
La industria espacial utiliza desde hace décadas componentes diseñados específicamente para soportar estas condiciones. Google, sin embargo, quiere comprobar hasta qué punto sus procesadores pueden funcionar en órbita y qué modificaciones serían necesarias para hacerlo de forma fiable.
Precisamente por eso resulta útil lanzar hardware real. Hay problemas que pueden simularse en un laboratorio, pero otros solo pueden entenderse completamente colocando los equipos en el entorno donde deberán trabajar.
Un centro de datos necesitaría muchos satélites trabajando juntos
Incluso si Google consigue mantener los procesadores funcionando y refrigerados, todavía queda otro desafío enorme.
Cuatro TPUs no forman un centro de datos.
Para ejecutar grandes cargas de trabajo hacen falta miles de procesadores capaces de intercambiar enormes cantidades de información entre ellos a gran velocidad.
En la Tierra esto se consigue mediante redes de fibra óptica dentro de los propios centros de datos. En órbita, Google estudia crear grupos de satélites conectados mediante enlaces láser de alta velocidad.
En lugar de construir un gigantesco edificio flotando en el espacio, la idea sería distribuir la capacidad informática entre numerosos satélites que trabajasen de forma coordinada.
Eso añade nuevos problemas: mantener las comunicaciones, sincronizar los equipos y controlar con enorme precisión la posición de cada satélite.
Google ya planea continuar los experimentos con nuevos prototipos para probar algunas de estas tecnologías.
Y todavía queda el problema más evidente: subirlo todo allí
Construir un centro de datos en la Tierra es caro.
Lanzarlo al espacio añade otra factura.
Procesadores, paneles solares, radiadores, estructuras y sistemas de comunicación tendrían que ser enviados mediante cohetes. Y si un componente falla, sustituirlo sería mucho más complicado que enviar a un técnico a una instalación terrestre.
La reducción del coste de los lanzamientos espaciales es precisamente una de las razones por las que estas ideas empiezan a estudiarse seriamente ahora.
Pero eso no significa que las cuentas ya salgan. Project Suncatcher intenta averiguar primero si la tecnología puede funcionar. Después habrá que comprobar si hacerlo tiene sentido económico. Es una diferencia importante.
Google no es la única que está mirando hacia arriba
La computación orbital está empezando a atraer a más empresas.
SpaceX y otras compañías están investigando diferentes formas de trasladar capacidad informática al espacio. Todavía estamos ante una industria incipiente, con numerosos interrogantes técnicos y económicos, pero la existencia de varios proyectos indica que la idea ha dejado de ser únicamente teórica. Tiene cierta lógica.
Si los centros de datos siguen creciendo, también crecerá la necesidad de encontrar electricidad, refrigeración y espacio físico para instalarlos.
La industria está buscando soluciones en centrales nucleares, energías renovables y nuevos sistemas de refrigeración. Los centros de datos orbitales representan una alternativa mucho más extrema.
No veremos un Google Cloud espacial el próximo año
El lanzamiento del 1 de octubre puede resultar espectacular, pero conviene mantener la perspectiva.
El satélite de Project Suncatcher no presta servicios informáticos comerciales desde el espacio. Es una plataforma experimental con cuatro procesadores que permitirá a los ingenieros recopilar información.
La propia Google define el proyecto como una investigación a largo plazo para estudiar si algún día el espacio podría albergar infraestructura informática escalable, quedando por resolver la refrigeración, la radiación, las comunicaciones, el mantenimiento, los costes de lanzamiento y muchos otros problemas. Pero el experimento resulta interesante precisamente por eso.
La expansión de la inteligencia artificial está obligando a replantear algo que normalmente permanece oculto cuando utilizamos un servicio digital: dónde están físicamente los ordenadores que hacen posible Internet y de dónde obtienen la energía para funcionar. Hasta ahora, la respuesta siempre estaba en algún lugar de la Tierra.
Google acaba de empezar a comprobar si, en el futuro, parte de esa respuesta podría estar unos cientos de kilómetros por encima de nuestras cabezas.
