Google kertoi 30. lokakuuta, että sen Project Suncatcher -koesatelliitti on lähettänyt maahan ensimmäisen tekoälyvastauksensa. Satelliitissa toiminut Gemma 4 -malli kirjoitti haikun avaruudessa olemisesta. Googlen mukaan kyse on ensimmäisestä kerrasta, kun konesalitason TPU-tekoälysiru on tuottanut vastauksen kiertoradalla.
Haiku on pieni temppu, mutta sen takana on suuri kysymys. Tekoälyn laskentatarve kasvaa niin nopeasti, että maanpäälliset konesalit törmäävät sähkön, jäähdytyksen ja maankäytön rajoihin. Suncatcher selvittää, voisiko osan laskennasta siirtää aurinkoenergialla toimiville satelliiteille.
Ensimmäinen vastaus tuli Huippuvuorten yltä
Satelliitti laukaistiin 1. lokakuuta SpaceX:n Falcon 9 -raketilla yli sadan muun aluksen kanssa. Sen jälkeen insinöörit kävivät noin kolme viikkoa läpi käyttöönoton tarkistuslistaa. He käynnistivät isäntäkoneen ja TPU-kelkat sekä ajoivat ensimmäiset koneoppimistestit.
Varsinainen "Hello World" -hetki koitti tällä viikolla. Maa-asema lähetti satelliitille kehotteen sen ylilennon aikana, ja vastaus saatiin talteen satelliitin kulkiessa Norjan Huippuvuorten yli. Googlen tutkimusjohtaja Travis Beals kuvaa saavutusta yhtiön blogissa sanoin, että sirut ovat nyt ansainneet avaruussiipensä.
Haikun jälkeen tiimi testasi avaruusaiheisia limerikkejä ja kehotteita, joissa malli raportoi hyötykuorman teknisestä tilasta. Googlen tiedottajan mukaan satelliitti toimii odotetusti.
Telemetriakehotteet ovat runollisia tehtäviä tärkeämpiä. Ne osoittavat, että kiertoradalla ajettava malli voi tulkita oman laitteistonsa tilaa ja raportoida siitä luonnollisella kielellä. Sama kyky olisi hyödyllinen myös tulevissa satelliittiverkoissa, joissa yhteys maahan on katkonainen ja osa päätöksistä täytyy tehdä paikan päällä.
Neljä TPU-sirua ja kilowatin virtabudjetti
Satelliitissa on neljä Googlen Tensor Processing Unit -sirua eli TPU:ta. Aurinkopaneelit tuottavat enintään yhden kilowatin sähkötehon. Se riittää vain yhden TPU:n käyttämiseen kerrallaan, ja senkin vain noin 20 minuutiksi.
Virtarajoitus tekee kokeista hankalia. Sirun pitää ehtiä laskea, ja tuloksen pitää ehtiä maahan maa-aseman lyhyen ylilennon aikana. Avaruuden ja maan välinen tietoliikenne on muutenkin pullonkaula, jota ei maanpäällisissä konesaleissa tarvitse miettiä.
Mallivalinta kertoo samasta rajoitteesta. Gemma 4 on Googlen avoin malli, joka on suunniteltu toimimaan kevyemmällä laitteistolla kuin Gemini-perheen kärkimallit. Kiertoradalla jokainen watti ja jokainen tavu on tarkkaan laskettu.
Avaruuden etu on aurinkoenergia. Oikein valitulla radalla paneelit saavat auringonvaloa lähes jatkuvasti, eikä yöllä tai pilvisellä säällä ole merkitystä. Haasteena on lämpö, koska tyhjiössä sitä voi poistaa vain säteilemällä, ilman tuulettimia tai vesijäähdytystä.
Säteily on kokeen todellinen mittari
Haiku todistaa, että laitteisto toimii. Tärkeämpää on, miten se kestää. Seuraavaksi Google testaa, miten TPU-sirut selviävät lämpörasituksesta ja avaruuden säteilystä pitkällä aikavälillä.
Säteily voi kääntää muistissa yksittäisiä bittejä. Tällainen bitinkääntö muuttaa tallennettua arvoa ja voi turmella dataa ilman, että tavalliset valvontatyökalut huomaavat mitään. Google on testannut sirujaan hiukkaskiihdyttimissä maan päällä, mutta todellista avaruusympäristöä laboratorio ei täysin jäljittele.
Maassa tehdyt kokeet viittasivat siihen, että säteilyn vaikutus jää päättelyssä vähäiseksi. Mallin kouluttamisessa ongelma on suurempi, koska virheet kertautuvat pitkissä laskenta-ajoissa. Nyt tiimi pääsee mittaamaan ilmiön todellisuudessa simulaation sijaan.
Tulokset ratkaisevat, millaisia töitä avaruuteen kannattaa ylipäätään viedä. Jos virheitä syntyy vähän, kiertoradalle sopisivat ensin päättelykuormat, kuten valmiiden mallien ajaminen. Raskas koulutus jäisi silloin maan päälle, kunnes sirujen suojaus ja virheenkorjaus kehittyvät.
Avaruuskonesalit tarvitsevat halvat laukaisut
Jos koesatelliitti läpäisee testit, Google laukaisee vuonna 2027 kaksi uutta satelliittia. Niissä on enemmän sähkötehoa, ja ne demonstroivat satelliittien välisiä optisia linkkejä. Lopullinen visio on tiiviissä muodostelmassa lentävien satelliittien verkko, joka ajaa suuria päättelykuormia yhteisenä laskentaresurssina.
TechCrunchin mukaan Suncatcher on tässä lähes yksin. Myös SpaceX:n suunnitelmissa on laserlinkkejä, mutta sen satelliitit kiertäisivät liian kaukana toisistaan jakaakseen laskentaa tehokkaasti. Starcloudin ja Cowboy Spacen kaltaiset yritykset aikovat ajaa päättelyä yksittäisillä satelliiteilla.
Taloudellinen yhtälö nojaa laukaisukustannuksiin. Suncatcherin tutkijat arvioivat lokakuun alussa julkaistussa vertaisarvioidussa analyysissa, että SpaceX:n pitäisi lentää Starship-raketilla noin 1 800 kertaa saavuttaakseen tarvittavan kustannuskehityksen. Google tähtää infrastruktuuriin, joka olisi kannattavaa vasta 2030-luvulla.
Hankkeella on myös omistuksellinen kytkös. Googlen emoyhtiö Alphabet omistaa merkittävän osuuden SpaceX:stä, ja kummankin yhtiön avaruuskonesalit edellyttävät täysin ja nopeasti uudelleenkäytettävää Starshipia.
Yhteenveto
Googlen Suncatcher-satelliitti ajoi ensimmäisenä konesalitason TPU-sirulla tekoälymallin kiertoradalla ja lähetti vastauksen maahan. Varsinainen koe alkaa vasta nyt, kun sirujen kestävyyttä mitataan säteilyssä ja lämpövaihteluissa.
Avaruuskonesalit ovat edelleen kaukana kaupallisesta käytöstä. Niiden kohtalo riippuu yhtä paljon raketeista kuin siruista. Seuraava merkkipaalu on kahden toisiinsa kytketyn satelliitin laukaisu vuonna 2027.